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WO2014027538A1 - 複合基板，弾性表面波デバイス及び複合基板の製造方法 - Google Patents

複合基板，弾性表面波デバイス及び複合基板の製造方法 Download PDF

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WO2014027538A1
WO2014027538A1 PCT/JP2013/069198 JP2013069198W WO2014027538A1 WO 2014027538 A1 WO2014027538 A1 WO 2014027538A1 JP 2013069198 W JP2013069198 W JP 2013069198W WO 2014027538 A1 WO2014027538 A1 WO 2014027538A1
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WO
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substrate
bonding
piezoelectric substrate
bonding surface
flat portion
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PCT/JP2013/069198
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French (fr)
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裕二 堀
良祐 服部
知義 多井
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a composite substrate, a surface acoustic wave device, and a method of manufacturing the composite substrate.
  • a composite substrate in which a support substrate and a piezoelectric substrate are bonded is known.
  • Such a composite substrate is used, for example, as a surface acoustic wave device in which a comb electrode capable of exciting surface acoustic waves is provided on the surface of a piezoelectric substrate.
  • a composite substrate in which the bonded surfaces of the piezoelectric substrate and the support substrate are joined with each other as a mirror surface reflection of bulk waves occurs at the interface due to the difference in acoustic impedance between the piezoelectric substrate and the support substrate.
  • the reflected bulk wave again reaches the surface of the piezoelectric substrate and is detected as a signal at the electrode.
  • the present invention has been made to solve such problems, and it is a main object of the present invention to provide a composite substrate in which a piezoelectric substrate and a support substrate are bonded, in which the bonding surface is roughened and directly bonded. .
  • the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main objects.
  • the composite substrate of the present invention is A piezoelectric substrate, A support substrate directly bonded to the piezoelectric substrate;
  • a composite substrate provided with At least one of the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate is a partially planarized uneven surface, and the partially planarized uneven surface has flat portions at the tips of the plurality of convex portions, Said direct bonding at the flat part, It is a thing.
  • the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate is a partially flattened uneven surface.
  • the partially flattened uneven surface has flat portions at the tips of the plurality of convex portions, and the piezoelectric substrate and the support substrate are directly bonded to each other at the flat portions. Therefore, the contact area between the piezoelectric substrate and the support substrate can be sufficiently secured by forming the flat surface while making the bonding surface uneven (rough surface).
  • the bonding surface can be roughened and directly bonded.
  • the composite substrate of the present invention may be a substantially disk-shaped wafer, and may have an orientation flat (OF).
  • the composite substrate of the present invention may be in a state of being cut out from a wafer.
  • the bonding surface of the piezoelectric substrate may be the partially flattened uneven surface.
  • the effect of scattering the bulk wave is enhanced as compared with the case where the bonding surface of the piezoelectric substrate is a mirror surface and the bonding surface of the support substrate is a partially flattened uneven surface.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion may be 1 nm or less.
  • the contact area between the piezoelectric substrate and the support substrate is more sufficiently secured, so that the bonding strength of direct bonding between the piezoelectric substrate and the support substrate can be further enhanced.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion may be 1 nm or less, and the arithmetic average roughness Ra of a portion other than the flat portion may be 10 nm or more.
  • the arithmetic average roughness Ra of the portion other than the flat portion in the partially flattened uneven surface is 10 nm or more. Therefore, it is possible to balance the securing of the bonding force between the piezoelectric substrate and the support substrate and the scattering of the bulk wave.
  • the ratio of the area of the flat portion to the area of the partially flattened uneven surface may be 30% or more and 80% or less.
  • the ratio of the area of the flat portion may be 30% or more and 80% or less.
  • the bonding strength between the piezoelectric substrate and the support substrate can be sufficiently secured.
  • the ratio of the area of the flat portion to 80% or less, the effect of scattering the bulk wave can be made sufficient.
  • the area of the partially flattened uneven surface is the area of the partially flattened uneven surface when the partially flattened uneven surface is projected on a plane perpendicular to the thickness direction of the composite substrate.
  • the area of the flat portion is also the area of the flat portion when the flat portion is projected on a plane perpendicular to the thickness direction of the composite substrate.
  • the surface acoustic wave device of the present invention is The composite substrate of the present invention of any of the above-mentioned aspects An electrode formed on the piezoelectric substrate and capable of exciting a surface acoustic wave; Is provided.
  • the surface acoustic wave device of the present invention includes the composite substrate of any of the aspects described above. That is, it has a composite substrate in which the bonding surface is roughened and directly bonded. As a result, the heat resistance of the surface acoustic wave device is enhanced by performing direct bonding without using an adhesive, and the bulk wave is scattered by the roughening of the bonding surface, so that the characteristics of the surface acoustic wave device are obtained. Can be improved.
  • the method for producing a composite substrate of the present invention is A method of manufacturing a composite substrate by preparing a piezoelectric substrate and a support substrate and directly bonding the two substrates at a bonding surface, (A) preparing the piezoelectric substrate and the support substrate; (B) forming at least one of the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate as a partially flattened uneven surface having flat portions at the tips of a plurality of convex portions; (C) directly bonding the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate; Is included.
  • the piezoelectric substrate and the support substrate are prepared, and at least one of the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate has a flat portion at the tip of the plurality of projections. Make the surface uneven. Then, the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate are directly bonded. For this reason, the contact area of a piezoelectric substrate and a support substrate is securable enough by having a flat part, making a joining surface into an uneven surface. As a result, it is possible to obtain a composite substrate of a piezoelectric substrate and a support substrate in which the bonding surface is roughened and directly bonded.
  • the other bonding surface is a mirror surface.
  • One may be prepared in the step (a), or the other bonding surface may be polished into a mirror surface in the step (b).
  • the bonding surface of the piezoelectric substrate is made to be the partially planarized uneven surface
  • the partially planarized uneven surface of the piezoelectric substrate and And the bonding surface of the support substrate may be directly bonded.
  • the effect of scattering the bulk wave is enhanced as compared with the case where the bonding surface of the piezoelectric substrate is a mirror surface and the bonding surface of the support substrate is a partially flattened uneven surface.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the flat portion may be 1 nm or less.
  • the contact area between the piezoelectric substrate and the support substrate is more sufficiently secured, so that the bonding strength of direct bonding between the piezoelectric substrate and the support substrate can be further enhanced.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion may be 1 nm or less, and the arithmetic average roughness Ra of a portion other than the flat portion may be 10 nm or more.
  • the arithmetic average roughness Ra of the portion other than the flat portion in the partially flattened uneven surface is 10 nm or more. Therefore, it is possible to balance the securing of the bonding force between the piezoelectric substrate and the support substrate and the scattering of the bulk wave.
  • the ratio of the area of the flat portion to the area of the partially flattened uneven surface may be 30% or more and 80% or less.
  • the ratio of the area of the flat portion may be 30% or more and 80% or less.
  • the step (a) at least one of the piezoelectric substrate and the support substrate has an uneven surface as the bonding surface in preparing the piezoelectric substrate and the support substrate. What is prepared is good also as what makes the said uneven surface the said partial flattening uneven surface by grind
  • the surface of at least one of the piezoelectric substrate and the support substrate may be roughened to prepare a substrate having an uneven surface as the bonding surface.
  • the step (a) at least one of the piezoelectric substrate and the support substrate has a mirror surface as the bonding surface in preparing the piezoelectric substrate and the support substrate.
  • the at least one mirror surface may be roughened to make the mirror surface be the partially flattened uneven surface.
  • a substrate having a mirror surface as the bonding surface may be prepared by polishing the surface of at least one of the piezoelectric substrate and the support substrate.
  • a part of the mirror surface is masked, a portion of the mirror surface not covered by the mask is roughened, and then the mask is removed to partially mask the mirror surface. It may be a face. By doing this, the portion covered by the mask can be more reliably left as a flat portion.
  • FIG. 2 is a perspective view of a composite substrate 10; FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory view (sectional view) schematically showing a manufacturing process of the composite substrate 10.
  • FIG. 1 is a perspective view of a one-port SAW resonator 40 manufactured using a composite substrate 10.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a one-port SAW resonator 40 mounted on a ceramic substrate 50, sealed with a resin, and mounted on a printed wiring substrate 70. It is explanatory drawing (sectional view) which shows process (a), (b) of a modification typically. It is sectional drawing of the composite substrate of a modification. It is sectional drawing of the composite substrate of a modification. It is explanatory drawing (sectional view) which shows process (a), (b) of Example 2 typically.
  • FIG. 1 is a perspective view of a composite substrate 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the composite substrate 10 is used, for example, for a surface acoustic wave device, and is formed in a circular shape with one flat portion. This flat portion is a portion called an orientation flat (OF), and is used to detect the position and direction of the wafer when performing various operations in the manufacturing process of the surface acoustic wave device.
  • the composite substrate 10 of the present embodiment includes a piezoelectric substrate 20 and a support substrate 30.
  • the piezoelectric substrate 20 is a substrate of a piezoelectric material capable of propagating surface acoustic waves.
  • the material of the piezoelectric substrate 20 include lithium tantalate (also described as LiTaO 3 , LT), lithium niobate (also described as LiNbO 3 , LN), LN-LT solid solution single crystal, lithium borate, langasite, Crystal etc. are mentioned.
  • the size of the piezoelectric substrate 20 is not particularly limited, and for example, the diameter is 50 to 150 mm, and the thickness is 10 to 50 ⁇ m.
  • the lower surface in FIG. 2 is a bonding surface 21 on which minute unevenness is formed.
  • the piezoelectric substrate 20 is directly bonded to the bonding surface 31 of the support substrate 30 at the bonding surface 21.
  • the bonding surface 21 is a rough surface, and as shown in FIG. 2, a convex portion 23 having a flat portion 25 formed at its tip, a plurality of convex portions 23 a where the flat portion 25 is not formed, and a concave portion 26. Each of the plurality of portions is formed into a partially flattened uneven surface.
  • the piezoelectric substrate 20 is directly bonded to the support substrate 30 at the flat portion 25 of the bonding surface 21.
  • the flat portion 25 is a surface parallel (including substantially parallel) to the surface of the piezoelectric substrate 20, and is located at the highest elevation (the lowermost portion in FIG. 2) of the convex portion 23 on which it is formed.
  • “altitude” refers to the distance (height) in the thickness direction of the piezoelectric substrate 20 based on the surface (upper surface in FIG. 2) of the piezoelectric substrate 20 opposite to the bonding surface 21.
  • the plurality of flat portions 25 are located on the same plane (including on substantially the same plane).
  • Arithmetic mean roughness Ra of the flat portion 25 is preferably 1 nm or less because the bonding strength of direct bonding between the bonding surface 21 and the bonding surface 31 is sufficiently secured.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion 25 is not limited to this, and the contact area with the bonding surface 31 is sufficiently secured, and the bonding strength of direct bonding between the bonding surface 21 and the bonding surface 31 is sufficient.
  • the value should be such that The elevation of the tip (peak) is formed lower than the elevation of the flat portion 25. That is, the tip end of the convex portion 23a is located above the flat portion 25 in FIG.
  • the maximum height roughness Rz of the bonding surface 21 is not particularly limited, but is, for example, 1 to 5 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the bonding surface 21 is not particularly limited, and is, for example, 0.1 to 0.5 ⁇ m. Further, since the effect of scattering the bulk waves is sufficient, the arithmetic average roughness Ra of a portion (rough surface portion) other than the flat portion 25 in the bonding surface 21 is preferably 10 nm or more.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion 25 is 1 nm or less, and the arithmetic average of portions other than the flat portion 25. It is desirable that the roughness Ra be 10 nm or more. Moreover, it is preferable that the ratio of the area of the flat part 25 to the area of the joint surface 21 (partially planarized uneven surface) shall be 30% or more and 80% or less. By setting the ratio of the area of the flat portion 25 to 30% or more, sufficient bonding strength between the bonding surface 21 and the bonding surface 31 can be secured.
  • the area of the bonding surface 21 is the area of the bonding surface 21 when the bonding surface 21 is projected on a plane (plane in the horizontal direction in FIG. 2) perpendicular to the thickness direction of the composite substrate 10 (piezoelectric substrate 20).
  • the area of the flat portion 25 is also the area of the flat portion 25 when the flat portion 25 is projected on a plane perpendicular to the thickness direction of the composite substrate 10 (piezoelectric substrate 20).
  • AFM Acoustic Force Microscope
  • stylus type surface shape measuring device for example, a stylus type surface shape measuring device, an optical non-contact surface shape measuring device, or the like. It can be confirmed by doing.
  • the support substrate 30 is a substrate that has a bonding surface 31 on the upper side in FIG. 2 and is directly bonded to the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 at the bonding surface 31.
  • Examples of the material of the support substrate 30 include silicon (Si), sapphire, aluminum nitride, alumina, borosilicate glass, quartz glass and the like.
  • the size of the support substrate 30 is not particularly limited, and for example, the diameter is 50 to 150 mm, and the thickness is 100 to 500 ⁇ m.
  • the material of the support substrate 30 has a thermal expansion coefficient close to that of the piezoelectric substrate 20, warpage of the composite substrate at the time of heating can be suppressed.
  • the bonding surface 31 is a mirror surface.
  • Arithmetic mean roughness Ra of the bonding surface 31 is preferably 1 nm or less because the bonding strength of direct bonding between the bonding surface 21 and the bonding surface 31 is sufficiently secured.
  • the arithmetic average roughness Ra of the bonding surface 31 is not limited to this, and a contact area with the bonding surface 21 (flat portion 25) is sufficiently ensured, and bonding of the bonding surface 21 and the bonding surface 31 is directly bonded. It is sufficient if the value is such that the force is sufficient.
  • FIG. 2 is an explanatory view (cross-sectional view) schematically showing a manufacturing process of the composite substrate 10.
  • the method of manufacturing the composite substrate 10 (a) preparing the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30, roughening the surface of the piezoelectric substrate 120 to prepare a bonding surface 121 having an uneven surface; b) polishing the bonding surface 121, that is, the uneven surface to form a partially flattened uneven surface having flat portions 25 at the tips of the plurality of projections among the uneven surfaces; and (c) bonding which is a partially flattened uneven surface Directly bonding the surface 21 and the bonding surface 31 of the support substrate 30.
  • the piezoelectric substrate 120 having the OF and serving as the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 are prepared (FIG. 3 (a1)).
  • the support substrate 30 is not shown.
  • the size of the piezoelectric substrate 120 is not particularly limited, it may be, for example, 50 to 150 mm in diameter and 150 to 500 ⁇ m in thickness.
  • the size of the support substrate 30 can be the same as that of the piezoelectric substrate 120.
  • the supporting substrate 30 is prepared by preparing the bonding surface 31 having the arithmetic mean roughness Ra of the above-mentioned value (for example, 1 nm or less) in advance, or by mirror-polishing the bonding surface 31 by CMP.
  • the bonding surface 121 is formed by roughening one surface of the piezoelectric substrate 120.
  • the bonding surface 121 is formed as an uneven surface having a plurality of protrusions 123 and a plurality of recesses 26 on the surface (FIG. 3 (a2)).
  • the bonding surface 121 is not particularly limited, for example, the bonding surface 121 is formed to have a maximum height roughness Rz of about 3 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the bonding surface 121 may be roughened to be about the wavelength of the used surface acoustic wave when the composite substrate 10 is used as a surface acoustic wave device.
  • the surface of the piezoelectric substrate 120 may be roughened such that the effect of scattering bulk waves is sufficient (for example, the arithmetic average roughness Ra of the bonding surface 121 is 10 nm or more).
  • the bonding surface 121 is formed, for example, by roughening the surface of the piezoelectric substrate 120 with a lapping machine or sand blast.
  • the bonding surface 121 may be formed by wet etching using hydrofluoric acid or the like.
  • the piezoelectric substrate 120 is roughened to prepare a bonding surface 121 having an uneven surface.
  • the bonding surface 121 that is, the uneven surface is polished (FIG. 3 (b1)) to form a partially flattened uneven surface in which the tips of the plurality of projections 123 in the uneven surface are flat.
  • the tips of the plurality of convex portions 23 become flat portions 25 (FIG. 3 (b 2)).
  • Polishing is performed so as to leave at least a portion of the recess 26 of the bonding surface 121 and to flatten the tip of at least a portion of the protrusion 123.
  • Examples of the method of polishing include CMP polishing using a non-woven cloth and a slurry.
  • polishing may be performed a plurality of times such as performing CMP after lapping the bonding surface 121 using diamond abrasive grains or the like.
  • the plurality of flat portions 25 are formed on the same plane (including on substantially the same plane).
  • This polishing is performed such that the arithmetic average roughness Ra of the flat portion 25 becomes the above-described value.
  • the piezoelectric substrate 120 from the elevation of the highest part of the bonding surface 121 before polishing (the highest elevation among the peaks of the plurality of convex portions 123 of the bonding surface 121) to the altitude of the flat part 25 of the bonding surface 21 after polishing The distance in the thickness direction of the surface is taken as the polishing depth d (see FIG. 3 (b1)).
  • the bonding surface 121 is polished such that the polishing depth d is, for example, 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the value of the polishing depth d is not limited to this, and the bonding surface 121 after polishing, that is, the bonding surface 21 can ensure sufficient bonding force with the bonding surface 31 of the support substrate 30, and the composite substrate 10 has a surface acoustic wave
  • it can be determined, for example, by experiment so as to be a rough surface capable of scattering bulk waves.
  • FIG. 3 (b 1) there may be a recess 26 a which disappears by polishing because the valley bottom is shallower than the polishing depth d. Further, as shown in FIG.
  • the bonding surface 121 after polishing may have a convex portion 23 a whose tip is not flattened by polishing.
  • the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the bonding surface 21 (partially flattened uneven surface) is the above-mentioned value (30% or more and 80% or less). It is preferred to do.
  • the uneven surface as the bonding surface 121 is formed in the step (a), and the tip (peak top) of the convex portion 123 is polished in the subsequent step (b). Perform the two steps of cutting. As a result, it is possible to relatively easily form the bonding surface 21 (partially flattened uneven surface) having the convex portion 23 in which the flat portion 25 is formed at the tip.
  • the bonding surface 21 which is the bonding surface 121 after polishing and the bonding surface 31 of the support substrate 30 are directly bonded to form a bonded substrate 110 (FIG. 3C).
  • the following method is exemplified as a method of direct bonding. That is, first, the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 120 and the bonding surface 31 of the support substrate 30 are cleaned to remove impurities (such as oxides and adsorbates) adhering to the bonding surfaces 21 and 31. Next, the bonding surfaces 21 and 31 of the two substrates are irradiated with an ion beam of an inert gas such as argon to remove remaining impurities and to activate the bonding surfaces 21 and 31.
  • an inert gas such as argon
  • the two substrates are bonded and bonded in vacuum at normal temperature.
  • the bonding surface 21 is roughened, since it is a partially flattened uneven surface, the contact area between the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 can be sufficiently secured by having the flat portion 25. . Therefore, even if the bonding surface 21 is roughened, sufficient bonding strength can be secured, and direct bonding is possible.
  • the surface (upper surface) of the piezoelectric substrate 120 is ground to reduce the thickness and mirror polishing (FIG. 3 (d)). Thereby, the piezoelectric substrate 120 becomes the piezoelectric substrate 20 shown in FIGS. 1 and 2, and the above-described composite substrate 10 is obtained.
  • the composite substrate 10 thus obtained is then cut into individual surface acoustic wave devices by dicing after being formed into an assembly of a large number of surface acoustic wave devices using a general photolithography technique.
  • a state in which the composite substrate 10 is an assembly of 1-port SAW resonators 40 which are surface acoustic wave devices is shown in FIG.
  • the 1-port SAW resonator 40 is a pair of IDT (Interdigital Transducer) electrodes 42 and 44 (also referred to as a comb electrode and an interdigital electrode) capable of exciting surface acoustic waves on the surface of the piezoelectric substrate 20 by photolithography technology. And 46 are formed.
  • the obtained one-port SAW resonator 40 is mounted on the printed wiring board 70 as follows.
  • FIG. 5 shows the solders 76 and 78 after the solder paste is melted and resolidified.
  • the relationship of resonance frequency f propagation velocity v / period ⁇ It operates as a resonator with a resonant frequency f derived from.
  • a wave bulk wave in the thickness direction of the piezoelectric substrate 20 is generated in addition to the surface acoustic wave.
  • this bulk wave When this bulk wave is reflected at the interface between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 and reaches the surface of the piezoelectric substrate 20, it becomes noise to the surface acoustic wave, leading to the deterioration of the characteristics of the one-port SAW resonator 40.
  • the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 is a partial flattening asperity surface, and has the convex portion 23, the convex portion 23a, and the concave portion 26, this bulk wave can be scattered. . Therefore, the noise due to the bulk wave can be reduced, and the characteristics of the one-port SAW resonator 40 can be improved.
  • the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 is a partially flattened uneven surface.
  • the partially flattened uneven surface has flat portions 25 at the tips of the plurality of convex portions 23, and the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 are directly bonded to each other by the flat portions 25. Therefore, the contact area between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 can be sufficiently secured by providing the flat portion 25 while making the bonding surface 21 uneven (rough).
  • the bonding surface 21 can be roughened and directly bonded.
  • the contact area between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 is sufficiently secured, so that the bonding strength of direct bonding can be made more sufficient.
  • heat resistance is enhanced by performing direct bonding without using an adhesive, and bulk acoustic waves are scattered by roughening the bonding surface to obtain a surface acoustic wave device having improved characteristics.
  • the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 is a partially flattened uneven surface having a convex portion 23 in which a flat portion 25 is formed at the tip. For this reason, for example, the effect of scattering the bulk wave is enhanced as compared with the case where the bonding surface of the piezoelectric substrate 20 is a mirror surface and the bonding surface of the support substrate 30 is a partially flattened uneven surface.
  • the piezoelectric substrate 20 having the bonding surface 121 is prepared in the step (a), and the bonding surface 121 is polished in the step (b) to make the bonding surface 121 a partially flattened uneven surface. Therefore, it is possible to relatively easily form a partially flattened uneven surface having the convex portion 23 in which the flat portion 25 is formed at the tip.
  • the surface of the piezoelectric substrate 120 is roughened in the step (a) to prepare a piezoelectric substrate having an uneven surface as the joint surface 121, and the joint surface 121, ie, the uneven surface is polished in the step (b) Then, although the bonding surface 121 is made into the partial planarization uneven surface, the partial planarization uneven surface may be formed not only by this but by another method.
  • the piezoelectric substrate 120 having a mirror surface is prepared as the bonding surface 121 in the step (a) (FIG. 6A), and the bonding surface 121 which is the mirror surface is roughened in the step (b). (FIGS.
  • the mirror surface may be a partially flattened uneven surface (bonding surface 21).
  • the partially planarized uneven surface can also be formed by roughening at least a part of the mirror surface portion of the bonding surface 121 as the flat portion 25 in the step (b).
  • a method of roughening the joint surface 121 in this process (b) dry etching, sand blast, wet etching etc. are mentioned, for example.
  • the step (b) after covering a portion of the bonding surface 121 which is desired to be left as the flat portion 25 with a mask, roughen the unmasked portion by dry etching, sand blast, wet etching or the like, and then remove the mask.
  • a partially flattened uneven surface may be formed. By doing this, it is possible to more reliably leave the masked portion as the flat portion 25. Further, it is easy to control the shape of the flat portion 25 and the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened uneven surface.
  • a method of masking for example, a method of patterning a mask such as a metal film on the bonding surface 121 using a photolithography technique may be mentioned.
  • the material of the mask is not limited to metal, as long as the bonding surface 121 can be protected without being peeled off or removed when the bonding surface 121 is roughened.
  • the pattern of the mask may have any shape, for example, a straight line, a dot, a curve or the like.
  • the pattern of the mask can be appropriately determined so that, for example, the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened uneven surface is 30% or more and 80% or less. Further, when roughening so as to leave at least a part of the mirror surface portion of the bonding surface 121 as the flat portion 25 in this way, instead of preparing the piezoelectric substrate 120 having the mirror surface as the bonding surface 121 in step (a), By polishing the surface of the piezoelectric substrate in a), a piezoelectric substrate having a mirror surface as the bonding surface 121 may be prepared.
  • both the bonding surface of the piezoelectric substrate and the bonding surface of the support substrate may be polished to form a mirror surface, and in the step (b), only the bonding surface of the piezoelectric substrate may be roughened to form a partially planarized uneven surface.
  • the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 is a partially flattened uneven surface, but is not limited thereto.
  • the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 may be a mirror surface, and the bonding surface 31 of the support substrate 30 may be a partially planarized uneven surface.
  • the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
  • the effect of scattering bulk waves tends to be higher in the above-described embodiment.
  • the composite substrate of FIG. 7 can be manufactured according to the manufacturing process of the composite substrate 10 described above.
  • step (b) the uneven surface of the supporting substrate is polished to form a partially flattened uneven surface.
  • step (a) the bonding surface of the support substrate may be polished to form a mirror surface
  • step (b) the surface of the support substrate may be roughened to form a partially planarized uneven surface.
  • both the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 and the bonding surface 31 of the support substrate 30 may be a partially planarized uneven surface. Even in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. However, the bonding strength of direct bonding between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 tends to be higher in the above-described embodiment.
  • the composite substrate of FIG. 8 can be manufactured according to the manufacturing process of the composite substrate 10 described above.
  • the partially planarized uneven surface of the piezoelectric substrate and the partially planarized uneven surface of the support substrate may be formed by the same method, or may be formed by different methods.
  • the partially flattened uneven surface of the piezoelectric substrate may be formed by polishing the uneven surface
  • the partially flattened uneven surface of the support substrate may be formed by roughening the mirror surface.
  • the space 12 sandwiched between the bonding surface 21 and the bonding surface 31 be filled with a substance capable of transmitting a bulk wave.
  • the bulk wave can be reliably transmitted to the portion other than the flat portion of the bonding surface 31 of the support substrate, so that the bulk wave can be scattered more reliably. Note that, regardless of whether the space 12 is filled with a substance, a part of the bulk wave that has reached the bonding interface between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30 propagates into the support substrate 30. Then, the bulk wave reaches a portion of the junction surface 31 other than the flat portion 25.
  • the bulk wave scattered by the unevenness of the portion other than the flat portion 25 propagates again into the piezoelectric substrate 20 through the bonding interface between the piezoelectric substrate 20 and the support substrate 30.
  • the bulk wave scattered by the partially flattened surface on the side of the support substrate 30 it is possible to obtain a surface acoustic wave device having improved characteristics. .
  • the convex portion 23 a having no flat portion 25 is present on the bonding surface 21 of the composite substrate 10, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the flat portions 25 may be formed on all the convex portions of the bonding surface 21 and the convex portions 23 a may not exist.
  • the uneven surface as the bonding surface 121 is formed by roughening the surface of the piezoelectric substrate 120 in the step (a)
  • the invention is not particularly limited thereto.
  • the piezoelectric substrate 120 having an uneven surface may be prepared in advance as the bonding surface 121.
  • a 1-port SAW resonator is described as a surface acoustic wave device manufactured using the composite substrate 10, but the same effect can be obtained even if another surface acoustic wave device is manufactured using the composite substrate 10 You can get it.
  • Other surface acoustic wave devices include, for example, a 2-port SAW resonator, a transversal SAW filter, a ladder SAW filter, and a convolver.
  • Example 1 As Example 1, the composite substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. 3, and the 1-port SAW resonator 40 shown in FIG. 4 was manufactured using this.
  • step (a) a LiTaO 3 substrate having an OF, a diameter of 4 inches, and a thickness of 230 ⁇ m was prepared as the piezoelectric substrate 120. Then, the back surface of the piezoelectric substrate 120 was lapped with abrasive grains (manufactured by GC (green silicon carbide), particle size # 1000) to form a bonding surface 121 having a maximum height roughness Rz of 3 ⁇ m.
  • abrasive grains manufactured by GC (green silicon carbide), particle size # 1000
  • a bonding surface 121 having a maximum height roughness Rz of 3 ⁇ m.
  • the supporting substrate 30 an Si substrate having an OF, a diameter of 4 inches, and a thickness of 250 ⁇ m was prepared.
  • the bonding surface 31 of the support substrate 30 was prepared by CMP in advance so that the arithmetic average roughness Ra was 1 nm or less.
  • the bonding surface 121 was lapped so as to have a polishing depth d of about 1.0 ⁇ m using diamond abrasive grains having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m. After that, finally, the surface was polished using a non-woven pad by CMP so that the arithmetic average roughness Ra of the flat portion 25 was 1 nm or less.
  • AFM Anatomic Force Microscope: atomic force microscope
  • arithmetic mean roughness Ra of the flat part 25 was 0.8 nm by 10 micrometers of measurement area ⁇ .
  • Arithmetic mean roughness Ra of portions other than the flat portion 25 in the bonding surface 21 was 10 nm in a measurement area of 10 ⁇ m.
  • the ratio of the flat portion 25 to the portions other than the flat portion 25 was 3: 7. That is, the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened uneven surface was 30%.
  • the arithmetic mean roughness Ra is largely different between the flat portion 25 and the flat portion 25, in the image obtained by observing the bonding surface 21 by AFM, the brightness is large at the flat portion 25 and the flat portion 25. It is different. Therefore, by binarizing the image based on this difference, the boundary between the flat portion 25 and the portion other than the flat portion 25 can be determined, and the area of the flat portion 25 can be obtained. The ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially planarized uneven surface was thus calculated using the AFM image.
  • the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 were sequentially scrub-cleaned, acid-cleaned and organic-cleaned, respectively, to clean the bonding surfaces 21 and 31. Then, the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 were transferred into the ultrahigh vacuum chamber. The bonding surfaces 21 and 31 were irradiated with a neutral argon beam for about 60 seconds. Wait for about 5 minutes for the temperature of the surface of the bonding surfaces 21 and 31 to decrease, contact the two substrates, apply pressure with a force of 2 t, and directly bond the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 to make a bonded substrate It is 110. Then, in the step (d), the bonded substrate 110 is taken out, and the surface is ground and polished until the thickness of the piezoelectric substrate 120 becomes 20 ⁇ m, to obtain the piezoelectric substrate 20. Thus, the composite substrate 10 was manufactured.
  • step (c) when production of the composite substrate was tried in the same process as in Example 1 except that step (b) was omitted and flat portion 25 was not formed on piezoelectric substrate 20, direct bonding in step (c) was performed. However, the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 were not bonded. From this, in Example 1, it has been confirmed that the bonding strength of the direct bonding is sufficient because the bonding surface 21 of the piezoelectric substrate 20 is a partially flattened uneven surface.
  • Example 2 the piezoelectric substrate 120 having a mirror surface is prepared as the bonding surface 121 in the step (a), and at least a part of the mirror surface of the bonding surface 121 is roughened as the flat portion 25 in the step (b).
  • a composite substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a partially flattened uneven surface was formed. Then, using this, a 1-port SAW resonator 40 shown in FIG. 4 was manufactured.
  • FIG. 9 is an explanatory view (sectional view) schematically showing the steps (a) and (b) of the second embodiment.
  • a LiTaO 3 substrate having an OF, a diameter of 4 inches, and a thickness of 230 ⁇ m was prepared as the piezoelectric substrate 120 (FIG. 9A).
  • the bonding surface 121 of the piezoelectric substrate 120 was mirror-polished. Specifically, the bonding surface 121 was lapped using diamond abrasive grains having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m. After that, finally, the surface was polished using a non-woven pad by CMP so that the arithmetic average roughness Ra of the bonding surface 121 was 1 nm or less.
  • the supporting substrate 30 an Si substrate having an OF, a diameter of 4 inches, and a thickness of 250 ⁇ m was prepared.
  • the bonding surface 31 of the support substrate 30 was prepared by CMP in advance so that the arithmetic average roughness Ra was 1 nm or less.
  • a metal film made of gold (second layer 184) and chromium (first layer 182) having chromium as a base and gold formed thereon is further formed on the surface of the LT substrate.
  • a resist film 186 was formed thereon (FIG. 9 (b1)). Specifically, using a parallel plate RF sputtering apparatus, film formation start vacuum degree 1.5 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa, gas (Ar) pressure 0.5 Pa, gas (Ar) flow rate 20 sccm, substrate heating condition of 150 ° C. The film formation was performed.
  • the wafer transport speed in the deposition chamber is 14000 pps during chromium deposition, 3600 pps during gold deposition, the number of transfers once for chromium deposition, and 3 times for gold deposition.
  • the film thickness of the layer 184) was 150 nm, and the film thickness of the chromium (first layer 182) was 3 nm.
  • the reason for using chromium for the gold base is to strengthen the adhesion between the gold and the wafer.
  • a resist was applied to the surface of gold to form a resist film 186. Subsequently, in the photolithography process, the resist is patterned to form a plurality of resist films 86 (FIG. 9 (b 2)).
  • the pattern shape of the resist film 86 is linear, and the width of a portion covered by the resist (portion to be a mirror surface later) is 4 ⁇ m, and the width of a portion not covered by the resist (portion to be a rough surface later) is 1 ⁇ m
  • the gold not covered with the resist was completely removed with potassium iodine iodide.
  • the chromium was completely removed with a mixture of cerous ammonium nitrate and perchloric acid.
  • the first layer 182 and the second layer 184 were made into a plurality of first layers 82 and second layers 84, respectively, and a part of the LT substrate surface (bonding surface 121) was exposed (FIG. 9 (b3)).
  • the bonding surface 121 is covered with the mask 80 (and the resist film 86) including the first layer 82 and the second layer 84. Then, it was immersed in hydrofluoric acid for 30 minutes to etch the piezoelectric substrate 120. As a result, the portion of the bonding surface 121 which is not covered by the mask 80 is roughened by etching to form asperities (FIG. 9 (b 4)). The resist film 86 was removed by etching. Thereafter, the gold / chromium (mask 80) remaining in the pattern was removed (FIG. 9 (b5)).
  • the mirror polishing in the step (a) is maintained in the portion of the bonding surface 121 covered with the mask 80 to form the flat portion 25, and the other portion is roughened by roughening (rough surface)
  • the joint surface 21 which is a partially flattened uneven surface is formed.
  • the arithmetic average roughness Ra of the flat portion 25 was 0.2 nm by 10 ⁇ m
  • the arithmetic average roughness Ra of the etched portion was 100 nm by 10 ⁇ m.
  • region of other than that among the joint surfaces 21 was 8: 2. That is, the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened uneven surface was 80%.
  • the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 were sequentially scrub-cleaned, acid-cleaned and organic-cleaned, respectively, to clean the bonding surfaces 21 and 31. Then, the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 were transferred into the ultrahigh vacuum chamber. The bonding surfaces 21 and 31 were irradiated with a neutral argon beam for about 60 seconds. Wait for about 5 minutes for the temperature of the surface of the bonding surfaces 21 and 31 to decrease, contact the two substrates, apply pressure with a force of 2 t, and directly bond the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 to make a bonded substrate It is 110. Then, in the step (d), the bonded substrate 110 is taken out, and the surface is ground and polished until the thickness of the piezoelectric substrate 120 becomes 20 ⁇ m, to obtain the piezoelectric substrate 20. Thus, the composite substrate 10 was manufactured.
  • Comparative Example 2 The width of the pattern of the resist film 86 and the metal film (mask 80) is adjusted by the method of the second embodiment to manufacture a composite substrate in which the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially planarized uneven surface is 10%. And, the bonding strength is weak, and peeling between the piezoelectric substrate 120 and the support substrate 30 occurs during polishing. From the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, in order to make the bonding strength between the piezoelectric substrate and the support substrate sufficient, the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened surface is 10%. It is preferable to set it in excess, for example, preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
  • Example 3 The width of the pattern of the resist film 86 and the metal film (mask 80) is adjusted by the method of Example 2, and a composite substrate in which the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially planarized uneven surface is 90% is manufactured , Example 3.
  • a 1-port SAW resonator was produced from the composite substrate of Example 3 in the same manner as in Examples 1 and 2, and frequency characteristics were measured.
  • the peak value of the spurious amplitude was suppressed to a value smaller by 0.1 dB as compared with Comparative Example 1.
  • the effect of suppressing the peak value of the spurious amplitude was small compared to Examples 1 and 2.
  • the ratio of the area of the flat portion 25 to the area of the partially flattened uneven surface is preferably less than 90%, for example 80% or less It is considered to be preferable.
  • the present invention is applicable to surface acoustic wave devices such as resonators, filters, and convolvers.

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Description

複合基板，弾性表面波デバイス及び複合基板の製造方法
　本発明は、複合基板，弾性表面波デバイス及び複合基板の製造方法に関する。
　従来、支持基板と圧電基板とを貼り合わせた複合基板が知られている。このような複合基板は、例えば圧電基板の表面に弾性表面波を励振可能な櫛形電極を設けた弾性表面波デバイスとして用いられている。ここで、圧電基板と支持基板との接合面を鏡面として両者を接合した複合基板では、圧電基板と支持基板との音響インピーダンスの違いに起因して、界面でバルク波の反射が生じる。反射されたバルク波は再び圧電基板表面に到達し、電極で信号として検出される。このように、不要なバルク波が反射することで、弾性表面波デバイスの特性は劣化してしまう。これに対する一つの対策として、圧電基板の裏面、すなわち支持基板と接する面を粗面化することでバルク波を散乱させ以上のような特性劣化を阻止することが行われている。例えば、特許文献１には、圧電基板と支持基板とを接着層によって貼り合わせた構造を有する弾性表面波素子において、圧電基板の支持基板と貼り合わせる側の面（裏面）に微小な凹凸を設けることで、スプリアスの発生を抑制することが記載されている。
特開２００１－５３５７９号公報
　ここで、特許文献１では、圧電基板と支持基板との接着層による接合（間接接合）を行っている。そのため、圧電基板と支持基板とを直接接合した複合基板に比べて耐熱性が劣るという問題があった。一方、特許文献１のように圧電基板の裏面を粗面化した場合には、圧電基板と支持基板との接触面積が十分確保できず、両者を直接接合するのは困難であった。すなわち、圧電基板と支持基板とを直接接合することと、圧電基板の裏面を粗面化することとの両立はできていなかった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、圧電基板と支持基板とを接合した複合基板において、接合面を粗面化し且つ直接接合したものとすることを主目的とする。
　本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本発明の複合基板は、
　圧電基板と、
　前記圧電基板と直接接合された支持基板と、
　を備えた複合基板であって、
　前記圧電基板の接合面及び前記支持基板の接合面の少なくとも一方は、部分平坦化凹凸面であり、該部分平坦化凹凸面は、複数の凸部の先端に平坦部を有するものであり、該平坦部で前記直接接合されている、
　ものである。
　この本発明の複合基板では、圧電基板の接合面及び支持基板の接合面の少なくとも一方が、部分平坦化凹凸面となっている。この部分平坦化凹凸面は、複数の凸部の先端に平坦部を有するものであり、この平坦部で圧電基板と支持基板とが直接接合されている。そのため、接合面を凹凸面（粗面）としつつ、平坦部を有することによって圧電基板と支持基板との接触面積を十分確保することができる。これにより、圧電基板と支持基板とを接合した複合基板において、接合面を粗面化し且つ直接接合したものとすることができる。また、接着剤を用いない直接接合を行っていることで耐熱性を高め、且つ接合面が粗面化されていることでバルク波を散乱させて特性を向上させた弾性表面波デバイスを得ることができる。この場合において、前記圧電基板の前記接合面と前記支持基板の前記接合面とのうち一方のみが前記部分平坦化凹凸面であり、他方の接合面は鏡面であるものとしてもよい。この場合において、本発明の複合基板は、略円盤状のウエハーであってもよく、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を有していてもよい。また、本発明の複合基板は、ウエハーから切り出された状態であってもよい。
　本発明の複合基板において、前記圧電基板の接合面が、前記部分平坦化凹凸面となっているものとしてもよい。こうすれば、例えば圧電基板の接合面が鏡面であり且つ支持基板の接合面が部分平坦化凹凸面となっている場合と比べて、バルク波を散乱させる効果が高まる。
　本発明の複合基板において、前記平坦部の算術平均粗さＲａは１ｎｍ以下としてもよい。こうすれば、圧電基板と支持基板との接触面積がより十分確保されるため、圧電基板と支持基板との直接接合の接合力をより十分なものにできる。この場合において、前記部分平坦化凹凸面は、前記平坦部の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下であり、前記平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上としてもよい。部分平坦化凹凸面のうち平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａを１０ｎｍ以上とすることで、バルク波を散乱させる効果が十分なものとなる。そのため、圧電基板と支持基板との接合力の確保とバルク波の散乱とを両立させることができる。
　本発明の複合基板において、前記部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部の面積の割合は３０％以上８０％以下としてもよい。平坦部の面積の割合を３０％以上とすることで、圧電基板と支持基板との接合力を十分確保することができる。また、平坦部の面積の割合を８０％以下とすることで、バルク波を散乱させる効果を十分なものとすることができる。なお、部分平坦化凹凸面の面積は、複合基板の厚さ方向に垂直な平面に部分平坦化凹凸面を投影した場合の部分平坦化凹凸面の面積とする。平坦部の面積も、同様に、複合基板の厚さ方向に垂直な平面に平坦部を投影した場合の平坦部の面積とする。
　本発明の弾性表面波デバイスは、
　上述したいずれかの態様の本発明の複合基板と、
　前記圧電基板上に形成され、弾性表面波を励振可能な電極と、
　を備えたものである。
　この本発明の弾性表面波デバイスは、上述したいずれかの態様の複合基板を備えている。すなわち、接合面を粗面化し且つ直接接合した複合基板を備えている。これにより、接着剤を用いない直接接合を行っていることで弾性表面波デバイスの耐熱性を高めるとともに、接合面が粗面化されていることでバルク波を散乱させて弾性表面波デバイスの特性を向上させることができる。
　本発明の複合基板の製造方法は、
　圧電基板と支持基板とを用意し、両基板を接合面で直接接合することにより複合基板を製造する方法であって、
（ａ）前記圧電基板と前記支持基板とを用意する工程と、
（ｂ）前記圧電基板の前記接合面と前記支持基板の前記接合面との少なくとも一方を、複数の凸部の先端に平坦部を有する部分平坦化凹凸面にする工程と、
（ｃ）前記圧電基板の接合面と前記支持基板の接合面とを直接接合する工程と、
　を含むものである。
　この本発明の複合基板の製造方法では、圧電基板と支持基板とを用意し、圧電基板の接合面と支持基板の接合面との少なくとも一方を、複数の凸部の先端に平坦部を有する部分平坦化凹凸面にする。そして、圧電基板の接合面と支持基板の接合面とを直接接合する。このため、接合面を凹凸面としつつ、平坦部を有することによって圧電基板と支持基板との接触面積を十分確保することができる。これにより、接合面を粗面化し且つ直接接合した、圧電基板と支持基板との複合基板を得ることができる。この場合において、工程（ｂ）で前記圧電基板の前記接合面と前記支持基板の前記接合面とのうち一方のみを前記部分平坦化凹凸面にする場合には、他方の接合面は鏡面であるものを工程（ａ）で用意するか、又は他方の接合面は工程（ｂ）において研磨して鏡面にするものとしてもよい。
　本発明の複合基板の製造方法において、前記工程（ｂ）では、前記圧電基板の前記接合面を前記部分平坦化凹凸面にし、前記工程（ｃ）では、前記圧電基板の部分平坦化凹凸面と、前記支持基板の接合面とを直接接合するものとしてもよい。こうすれば、例えば圧電基板の接合面を鏡面とし且つ支持基板の接合面を部分平坦化凹凸面とする場合と比べて、バルク波を散乱させる効果が高まる。
　本発明の複合基板の製造方法において、前記平坦部の算術平均粗さＲａは１ｎｍ以下としてもよい。こうすれば、圧電基板と支持基板との接触面積がより十分確保されるため、圧電基板と支持基板との直接接合の接合力をより十分なものにできる。この場合において、前記部分平坦化凹凸面は、前記平坦部の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下であり、前記平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上としてもよい。部分平坦化凹凸面のうち平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａを１０ｎｍ以上とすることで、バルク波を散乱させる効果が十分なものとなる。そのため、圧電基板と支持基板との接合力の確保とバルク波の散乱とを両立させることができる。
　本発明の複合基板の製造方法において、前記部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部の面積の割合は３０％以上８０％以下としてもよい。平坦部の面積の割合を３０％以上とすることで、圧電基板と支持基板との接合力を十分確保することができる。また、平坦部の面積の割合を８０％以下とすることで、バルク波を散乱させる効果を十分なものとすることができる。
　本発明の複合基板の製造方法において、前記工程（ａ）では、前記圧電基板と前記支持基板とを用意するにあたり、該圧電基板及び該支持基板の少なくとも一方は、前記接合面として凹凸面を有するものを用意し、前記工程（ｂ）では、前記凹凸面を研磨することにより、該凹凸面を前記部分平坦化凹凸面にするものとしてもよい。この場合において、前記工程（ａ）では、前記圧電基板及び前記支持基板の少なくとも一方の基板の表面を荒らすことで、前記接合面として凹凸面を有する基板を用意するものとしてもよい。
　本発明の複合基板の製造方法において、前記工程（ａ）では、前記圧電基板と前記支持基板とを用意するにあたり、該圧電基板及び該支持基板の少なくとも一方は、前記接合面として鏡面を有するものを用意し、前記工程（ｂ）では、少なくとも１つの前記鏡面を荒らすことにより、該鏡面を前記部分平坦化凹凸面にするものとしてもよい。この場合において、前記圧電基板及び前記支持基板の少なくとも一方の基板の表面を研磨することで、前記接合面として鏡面を有する基板を用意するものとしてもよい。また、前記工程（ｂ）では、前記鏡面の一部をマスクし、該鏡面のうち該マスクで覆われていない部分を荒らし、その後該マスクを除去することにより、該鏡面を前記部分平坦化凹凸面にしてもよい。このようにすることで、マスクで覆った部分をより確実に平坦部として残すことができる。
複合基板１０の斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図（断面図）である。 複合基板１０を用いて作製した１ポートＳＡＷ共振子４０の斜視図である。 １ポートＳＡＷ共振子４０をセラミックス基板５０に搭載し樹脂で封入し、プリント配線基板７０に実装した様子を示す断面図である。 変形例の工程（ａ），（ｂ）を模式的に示す説明図（断面図）である。 変形例の複合基板の断面図である。 変形例の複合基板の断面図である。 実施例２の工程（ａ），（ｂ）を模式的に示す説明図（断面図）である。
　次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態である複合基板１０の斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。この複合基板１０は、例えば弾性表面波デバイスに利用されるものであり、１箇所がフラットになった円形に形成されている。このフラットな部分はオリエンテーションフラット（ＯＦ）と呼ばれる部分であり、弾性表面波デバイスの製造工程において諸操作を行うときのウエハー位置や方向の検出などに用いられる。本実施形態の複合基板１０は、圧電基板２０と、支持基板３０とを備えている。
　圧電基板２０は、弾性表面波を伝搬可能な圧電体の基板である。圧電基板２０の材質としては、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3、ＬＴとも表記する），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3、ＬＮとも表記する），ＬＮ－ＬＴ固溶体単結晶，ホウ酸リチウム，ランガサイト，水晶などが挙げられる。圧電基板２０の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍ、厚さが１０～５０μｍである。この圧電基板２０は、図２における下面が微小な凹凸が形成された接合面２１となっている。圧電基板２０は、この接合面２１で支持基板３０の接合面３１と直接接合されている。
　接合面２１は、粗面であり、図２に示すように、先端に平坦部２５が形成された凸部２３と、平坦部２５が形成されていない複数の凸部２３ａと、凹部２６と、がそれぞれ複数形成された部分平坦化凹凸面となっている。なお、圧電基板２０は、接合面２１の平坦部２５で支持基板３０と直接接合されている。平坦部２５は、圧電基板２０の表面と平行（略平行を含む）な面であり、自身が形成された凸部２３の標高の最高部（図２における最下部）に位置している。なお、ここで「標高」とは、圧電基板２０のうち接合面２１とは反対側の面（図２における上面）を基準としたときの圧電基板２０の厚さ方向の距離（高さ）をいう。また、複数の平坦部２５は同一平面上（略同一平面上を含む）に位置している。平坦部２５の算術平均粗さＲａは、接合面２１と接合面３１との直接接合の接合力が十分確保されるため、１ｎｍ以下とすることが好ましい。ただし、平坦部２５の算術平均粗さＲａはこれに限定するものではなく、接合面３１との接触面積が十分確保され、接合面２１と接合面３１との直接接合の接合力が十分なものとなるような値であればよい。凸部２３ａは、先端（山頂）の標高が平坦部２５の標高よりも低く形成されている。すなわち、凸部２３ａの先端は、平坦部２５よりも図２において上側に位置している。また、接合面２１の、最大高さ粗さＲｚは、特に限定するものではないが、例えば１～５μｍである。接合面２１の算術平均粗さＲａは、特に限定するものではないが、例えば０．１～０．５μｍである。また、バルク波を散乱させる効果が十分なものとなるため、接合面２１のうち平坦部２５以外の部分（粗面部分）の算術平均粗さＲａは１０ｎｍ以上とすることが好ましい。接合面２１と接合面３１との接合力の確保とバルク波の散乱とを両立させることができるため、平坦部２５の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下、且つ平坦部２５以外の部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上、とすることが望ましい。また、接合面２１（部分平坦化凹凸面）の面積に占める平坦部２５の面積の割合は３０％以上８０％以下とすることが好ましい。平坦部２５の面積の割合を３０％以上とすることで、接合面２１と接合面３１との接合力を十分確保することができる。また、平坦部２５の面積の割合を８０％以下とすることで、バルク波を散乱させる効果を十分なものとすることができる。なお、接合面２１の面積は、複合基板１０（圧電基板２０）の厚さ方向に垂直な平面（図２における左右方向の平面）に接合面２１を投影した場合の接合面２１の面積とする。平坦部２５の面積も、同様に、複合基板１０（圧電基板２０）の厚さ方向に垂直な平面に平坦部２５を投影した場合の平坦部２５の面積とする。
　なお、接合面２１における平坦部２５の存在は、例えばＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）、触針式表面形状測定器、光学式の非接触表面形状測定器などにより接合面２１を観察することによって確認することができる。
　支持基板３０は、図２における上側に接合面３１を有し、この接合面３１で圧電基板２０の接合面２１に直接接合された基板である。支持基板３０の材質としては、例えば、シリコン（Ｓｉ），サファイア，窒化アルミニウム，アルミナ，ホウ珪酸ガラス，石英ガラスなどが挙げられる。支持基板３０の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍ、厚さが１００～５００μｍである。なお、支持基板３０の材料を圧電基板２０と熱膨張係数が近いものとすると、複合基板の加熱時の反りを抑制することができる。接合面３１は、鏡面となっている。この接合面３１の算術平均粗さＲａは、接合面２１と接合面３１との直接接合の接合力が十分確保されるため、１ｎｍ以下とすることが好ましい。ただし、接合面３１の算術平均粗さＲａはこれに限定するものではなく、接合面２１（平坦部２５）との接触面積が十分確保され、接合面２１と接合面３１との直接接合の接合力が十分なものとなるような値であればよい。
　こうした複合基板１０の製造方法について、図３を用いて以下に説明する。図２は、複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図（断面図）である。複合基板１０の製造方法は、（ａ）圧電基板１２０と支持基板３０とを用意するにあたり、圧電基板１２０の表面を荒らすことで、接合面１２１として凹凸面を有するものを用意する工程と、（ｂ）接合面１２１すなわち凹凸面を研磨して、凹凸面のうち複数の凸部の先端に平坦部２５を有する部分平坦化凹凸面にする工程と、（ｃ）部分平坦化凹凸面である接合面２１と支持基板３０の接合面３１とを直接接合する工程と、を含む。
　工程（ａ）では、まず、ＯＦを有し、圧電基板２０となる圧電基板１２０と支持基板３０とを用意する（図３（ａ１））。なお、図３（ａ１）では、支持基板３０の図示は省略している。圧電基板１２０の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍ、厚さが１５０～５００μｍとすることができる。支持基板３０の大きさは、圧電基板１２０と同じもの用いることができる。なお、支持基板３０は、接合面３１の算術平均粗さＲａが予め上述した値（例えば１ｎｍ以下）となっているものを用意するか、又はＣＭＰ研磨により接合面３１を鏡面研磨して、上述した値（例えば１ｎｍ以下）としておく。続いて、この圧電基板１２０の一方の面を荒らすことで、接合面１２１を形成する。接合面１２１は、表面に複数の凸部１２３及び複数の凹部２６を有する凹凸面として形成する（図３（ａ２））。接合面１２１は、特に限定するものではないが、例えば最大高さ粗さＲｚが３μｍ程度となるように形成する。なお、接合面１２１の算術平均粗さＲａが、複合基板１０を弾性表面波デバイスとして用いた場合における使用弾性表面波の波長程度となるように荒らしておくものとしてもよい。あるいは、バルク波を散乱させる効果が十分なものとなるよう（例えば接合面１２１の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上）に、圧電基板１２０の表面を荒らしておくものとしてもよい。接合面１２１の形成は、例えば圧電基板１２０の表面をラッピングマシーン又はサンドブラストで荒らすことにより行う。また、フッ酸などを用いたウェットエッチングにより接合面１２１を形成してもよい。このように、工程（ａ）では、圧電基板１２０荒らすことで、接合面１２１として凹凸面を有するものを用意する。
　工程（ｂ）では、接合面１２１すなわち凹凸面を研磨して（図３（ｂ１））、凹凸面のうち複数の凸部１２３の先端が平坦になった部分平坦化凹凸面にする。これにより、研磨後の接合面２１は、複数の凸部２３の先端が平坦部２５となる（図３（ｂ２））。研磨は、接合面１２１の少なくとも一部の凹部２６を残し且つ少なくとも一部の凸部１２３の先端を平坦化するように行う。研磨する方法としては、例えば不織布バッドやスラリーを用いたＣＭＰ研磨が挙げられる。なお、ダイヤモンド砥粒などを用いて接合面１２１をラッピング加工したあとにＣＭＰ研磨を行うなど、複数回の研磨を行ってもよい。これにより、複数の平坦部２５は同一平面上（略同一平面上を含む）に形成される。この研磨は、平坦部２５の算術平均粗さＲａが上述した値となるように行う。ここで、研磨前の接合面１２１の最高部の標高（接合面１２１の複数の凸部１２３の山頂のうち最も高い標高）から研磨後の接合面２１の平坦部２５の標高までの圧電基板１２０の厚さ方向の距離を研磨深さｄとする（図３（ｂ１）参照）。このとき、特に限定するものではないが、接合面１２１の研磨は、研磨深さｄが例えば０．５～３μｍとなるように行う。なお、研磨深さｄの値はこれに限らず、研磨後の接合面１２１すなわち接合面２１が、支持基板３０の接合面３１との接合力を十分確保でき、且つ複合基板１０を弾性表面波デバイスとして用いた場合においてバルク波を散乱させることができるような粗面となるよう、例えば実験により定めることができる。なお、図３（ｂ１）に示すように、研磨深さｄよりも谷底が浅いことで研磨により消滅する凹部２６ａがあってもよい。また、図３（ｂ２）に示すように、研磨後の接合面１２１には、研磨により先端が平坦化されない凸部２３ａがあってもよい。なお、工程（ｂ）における凹凸面の研磨は、接合面２１（部分平坦化凹凸面）の面積に占める平坦部２５の面積の割合が上述した値（３０％以上８０％以下）となるように行うことが好ましい。
　このように、本実施形態の複合基板１０の製造方法では、工程（ａ）で接合面１２１としての凹凸面を作成し、その後の工程（ｂ）で研磨により凸部１２３の先端（頭頂部）をカットする、という２回の工程を行う。これにより、先端に平坦部２５が形成された凸部２３、を有する接合面２１（部分平坦化凹凸面）を比較的容易に形成することができる。
　工程（ｃ）では、研磨後の接合面１２１である接合面２１と、支持基板３０の接合面３１とを直接接合して、貼り合わせ基板１１０とする（図３（ｃ））。直接接合する方法としては、以下の方法が例示される。すなわち、まず、圧電基板１２０の接合面２１と支持基板３０の接合面３１とを洗浄し、接合面２１，３１に付着している不純物（酸化物や吸着物等）を除去する。次に、アルゴン等の不活性ガスのイオンビームを両基板の接合面２１，３１に照射することで、残留した不純物を除去すると共に接合面２１，３１を活性化させる。その後、真空中、常温で両基板を貼り合わせ接合させる。このとき、接合面２１は粗面化されてはいるが、部分平坦化凹凸面であるため、平坦部２５を有することにより圧電基板１２０と支持基板３０との接触面積を十分確保することができる。そのため、接合面２１が粗面化されていても接合力を十分確保でき、直接接合が可能となる。
　貼り合わせ基板１１０を形成すると、工程（ｄ）として、圧電基板１２０の表面（上面）を研削して厚みを薄くするとともに鏡面研磨する（図３（ｄ））。これにより、圧電基板１２０は図１，２に示した圧電基板２０となり、上述した複合基板１０が得られる。
　こうして得られた複合基板１０は、この後、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、多数の弾性表面波デバイスの集合体としたあと、ダイシングにより１つ１つの弾性表面波デバイスに切り出される。複合基板１０を弾性表面波デバイスである１ポートＳＡＷ共振子４０の集合体としたときの様子を図４に示す。１ポートＳＡＷ共振子４０は、フォトリソグラフィ技術により、圧電基板２０の表面に弾性表面波を励振可能な一対のＩＤＴ（Interdigital Transducer)電極４２，４４（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と反射電極４６とが形成されたものである。なお、得られた１ポートＳＡＷ共振子４０は、次のようにしてプリント配線基板７０に実装される。即ち、図５に示すように、ＩＤＴ電極４２，４４とセラミックス基板５０のパッド５２，５４とを金ボール５６，５８を介して接続したあと、このセラミックス基板５０上で樹脂６０により封入する。そして、そのセラミックス基板５０の裏面に設けられた電極６２，６４とプリント配線基板７０のパッド７２，７４との間に鉛フリーのはんだペーストを介在させたあと、リフロー工程によりプリント配線基板７０に実装される。図４には、はんだペーストが溶融・再固化したあとのはんだ７６，７８を示した。
　こうして作製された１ポートＳＡＷ共振子４０の使用例について説明する。ＩＤＴ電極４２，４４間に電圧を印加すると、圧電基板２０の表面に弾性表面波が励振され、圧電基板２０の表面をＩＤＴ電極４２，４４から両側の反射電極４６の方向へ弾性表面波が伝搬する。そして、反射電極４６により弾性表面波が反射してＩＤＴ電極４２，４４に戻る。これにより、１ポートＳＡＷ共振子４０は、ＩＤＴ電極４２，４４の周期をλ、圧電基板２０の表面における弾性表面波の伝搬速度をｖとすると、共振周波数ｆ＝伝搬速度ｖ／周期λの関係から導かれる共振周波数ｆをもつ共振子として動作する。ここで、ＩＤＴ電極４２，４４に電圧が印加されると、弾性表面波の他に圧電基板２０の厚さ方向の波（バルク波）も発生する。このバルク波が圧電基板２０と支持基板３０との界面で反射して圧電基板２０の表面に到達すると弾性表面波に対するノイズとなり、１ポートＳＡＷ共振子４０の特性の低下につながる。本実施形態の複合基板１０では、圧電基板２０の接合面２１が部分平坦化凹凸面となっており、凸部２３，凸部２３ａ，凹部２６を有するため、このバルク波を散乱させることができる。そのため、バルク波によるノイズを低減して、１ポートＳＡＷ共振子４０の特性を向上させることができる。
　以上詳述した本実施形態の複合基板１０によれば、圧電基板２０の接合面２１が、部分平坦化凹凸面となっている。この部分平坦化凹凸面は、複数の凸部２３の先端に平坦部２５を有するものであり、この平坦部２５で圧電基板２０と支持基板３０とが直接接合されている。そのため、接合面２１を凹凸面（粗面）としつつ、平坦部２５を有することによって圧電基板２０と支持基板３０との接触面積を十分確保することができる。これにより、圧電基板２０と支持基板３０とを接合した複合基板において、接合面２１を粗面化し且つ直接接合したものとすることができる。また、平坦部２５の算術平均粗さＲａを１ｎｍ以下とすることで、圧電基板２０と支持基板３０との接触面積がより十分確保されるため、直接接合の接合力をより十分なものにできる。さらに、接着剤を用いない直接接合を行っていることで耐熱性を高め、且つ接合面が粗面化されていることでバルク波を散乱させて特性を向上させた弾性表面波デバイスを得ることができる。さらにまた、圧電基板２０の接合面２１が、先端に平坦部２５が形成された凸部２３を有する部分平坦化凹凸面となっている。このため、例えば圧電基板２０の接合面が鏡面であり且つ支持基板３０の接合面が部分平坦化凹凸面となっている場合と比べて、バルク波を散乱させる効果が高まる。
　また、工程（ａ）において接合面１２１を有する圧電基板２０を用意し、工程（ｂ）において接合面１２１を研磨して、接合面１２１を部分平坦化凹凸面とする。そのため、先端に平坦部２５が形成された凸部２３を有する部分平坦化凹凸面を比較的容易に形成することができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、工程（ａ）において圧電基板１２０の表面を荒らすことで、接合面１２１として凹凸面を有する圧電基板を用意し、工程（ｂ）において接合面１２１すなわち凹凸面を研磨して、接合面１２１を部分平坦化凹凸面にしたが、これに限らず他の方法で部分平坦化凹凸面を形成してもよい。例えば、図６に示すように、工程（ａ）で接合面１２１として鏡面を有する圧電基板１２０を用意し（図６（ａ））、工程（ｂ）で鏡面である接合面１２１を荒らすことにより（図６（ｂ１），図６（ｂ２））、鏡面を部分平坦化凹凸面（接合面２１）にしてもよい。このように、工程（ｂ）において、接合面１２１の鏡面部分の少なくとも一部を平坦部２５として残すように荒らすことによっても、部分平坦化凹凸面を形成することができる。なお、この工程（ｂ）における接合面１２１を荒らす方法としては、例えばドライエッチング，サンドブラスト，ウェットエッチングなどが挙げられる。また、工程（ｂ）において、接合面１２１のうち平坦部２５として残したい部分をマスクで覆った後、マスキングされていない部分をドライエッチング，サンドブラスト，ウェットエッチングなどで荒らし、その後マスクを除去することにより、部分平坦化凹凸面を形成してもよい。このようにすることで、マスキングした部分をより確実に平坦部２５として残すことができる。また、平坦部２５の形状や、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合を制御しやすい。マスキングの方法としては、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて金属膜などのマスクを接合面１２１上にパターニングする方法が挙げられる。マスクの材質は、金属に限らず、接合面１２１を荒らす際に剥がれたり除去されたりせず接合面１２１を保護できるものであればよい。マスクのパターンは、どのような形状としてもよく、例えば直線、ドット、曲線などとすることができる。マスクのパターンは、例えば部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合が３０％以上８０％以下となるように適宜定めることができる。また、このように接合面１２１の鏡面部分の少なくとも一部を平坦部２５として残すように荒らす場合において、工程（ａ）で接合面１２１として鏡面を有する圧電基板１２０を用意する代わりに、工程（ａ）で圧電基板の表面を研磨することにより、接合面１２１として鏡面を有する圧電基板を用意するものとしてもよい。また、工程（ａ）において圧電基板の接合面と支持基板の接合面とを共に研磨して鏡面とし、工程（ｂ）において圧電基板の接合面のみを荒らして部分平坦化凹凸面としてもよい。
　例えば、上述した実施形態では、圧電基板２０の接合面２１が、部分平坦化凹凸面となっているものとしたが、これに限られない。例えば、図７に示すように、圧電基板２０の接合面２１を鏡面とし、支持基板３０の接合面３１を部分平坦化凹凸面としてもよい。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、バルク波を散乱させる効果は、上述した実施形態の方が高くなりやすい。なお、図７の複合基板は、上述した複合基板１０の製造工程に準じて製造することができる。例えば、上述した工程（ａ）において圧電基板ではなく支持基板の接合面を荒して凹凸面を形成し、工程（ｂ）においてこの支持基板の凹凸面を研磨して部分平坦化凹凸面とすればよい。あるいは、工程（ａ）において支持基板の接合面を研磨して鏡面とし、工程（ｂ）においてこの支持基板の鏡面を荒らして部分平坦化凹凸面としてもよい。
　あるいは、図８に示すように、圧電基板２０の接合面２１と支持基板３０の接合面３１とを共に部分平坦化凹凸面としてもよい。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、圧電基板２０と支持基板３０との直接接合の接合力は、上述した実施形態の方が高くなりやすい。図８の複合基板は、上述した複合基板１０の製造工程に準じて製造することができる。なお、圧電基板の部分平坦化凹凸面と支持基板の部分平坦化凹凸面とは、同じ方法により形成しても良いし、異なる方法により形成しても良い。例えば、圧電基板の部分平坦化凹凸面は凹凸面を研磨することにより形成し、支持基板の部分平坦化凹凸面は鏡面を荒らすことにより形成してもよい。
　なお、図７，８において、接合面２１と接合面３１とで挟まれた空間１２には、バルク波を伝達可能な物質が満たされていることが好ましい。こうすれば、バルク波が支持基板の接合面３１のうち平坦部以外の部分に確実に伝達されるため、バルク波をより確実に散乱させることができる。なお、空間１２に物質が満たされているか否かに関わらず、圧電基板２０と支持基板３０との接合界面に到達したバルク波のうち、一部は支持基板３０内に伝播していく。すると、バルク波は接合面３１のうち平坦部２５以外の部分に到達する。そして、この平坦部２５以外の部分の凹凸によって散乱されたバルク波は、再び圧電基板２０と支持基板３０との接合界面を通って圧電基板２０内に伝搬する。このように、空間１２に物質がない場合でも、支持基板３０側の部分平坦化凹凸面によりバルク波の散乱を起こすことは可能であり、特性を向上させた弾性表面波デバイスを得ることはできる。
　上述した実施形態では、複合基板１０の接合面２１には平坦部２５を有さない凸部２３ａが存在するものとしたが、特にこれに限られない。接合面２１の全ての凸部に平坦部２５が形成されており、凸部２３ａが存在しないものとしてもよい。
　上述した実施形態では、工程（ａ）において、圧電基板１２０の表面を荒らすことにより接合面１２１としての凹凸面を形成するものとしたが、特にこれに限られない。例えば、工程（ａ）において予め接合面１２１として凹凸面を有する圧電基板１２０を用意するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、複合基板１０を用いて作製する弾性表面波デバイスとして１ポートＳＡＷ共振子について説明したが、複合基板１０を用いて他の弾性表面波デバイスを作製しても同様の効果を得ることができる。他の弾性表面波デバイスとしては、例えば、２ポートＳＡＷ共振子やトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ、ラダー型ＳＡＷフィルター、コンボルバーなどが挙げられる。
［実施例１］
　実施例１として、図３を用いて説明した製造方法により図１，２に示した複合基板１０を作製し、これを用いて図４に示した１ポートＳＡＷ共振子４０を作製した。
　具体的には、以下のように作製した。まず、工程（ａ）では、圧電基板１２０として、ＯＦを有し、直径が４インチ，厚さが２３０μｍのＬｉＴａＯ3基板を用意した。そして、圧電基板１２０の裏面を砥粒（ＧＣ（緑色炭化珪素）製，粒度＃１０００）でラッピングし、最大高さ粗さＲｚが値３μｍの凹凸面である接合面１２１を形成した。また、支持基板３０として、ＯＦを有し、直径が４インチ，厚さが２５０μｍのＳｉ基板を用意した。支持基板３０の接合面３１は、算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下となるように、予めＣＭＰ研磨したものを用意した。
　続いて、工程（ｂ）では、平均粒径０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて、研磨深さｄが１．０μｍ程度となるように接合面１２１をラッピング加工した。その後、最後に不織布パッドを用いて表面をＣＭＰ研磨し、平坦部２５の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下になるようにした。なお、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）により研磨後の接合面１２１（接合面２１）を観察したところ、接合面２１に平坦部２５，凸部２３，凹部２６が形成されており、部分平坦化凹凸面となっていることが確認できた。また、平坦部２５の算術平均粗さＲａは測定面積□１０μｍで、０．８ｎｍであった。接合面２１のうち平坦部２５以外の部分の算術平均粗さＲａは、測定面積□１０μｍで１０ｎｍであった。また接合面２１における□１００μｍの領域をＡＦＭにより観察したところ、平坦部２５と平坦部２５以外との割合は、３：７であった。すなわち、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合は３０％であった。なお、平坦部２５と平坦部２５以外とでは算術平均粗さＲａが大きく異なるため、ＡＦＭにより接合面２１を観察して得られた画像では、平坦部２５と平坦部２５以外とで輝度が大きく異なる。そのため、この違いにより画像を２値化することで、平坦部２５と平坦部２５以外との境界を定めることができ、平坦部２５の面積を求めることができる。部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合はこのようにＡＦＭによる画像を用いて算出した。
　次に、工程（ｃ）では、圧電基板１２０，支持基板３０についてそれぞれスクラブ洗浄、酸洗浄、有機洗浄を順に行い接合面２１，３１を清浄化した。そして、圧電基板１２０及び支持基板３０を超高真空チャンバー内に搬送した。接合面２１，３１に中性アルゴンビームを約６０秒間照射した。接合面２１，３１の表面の温度が低下するのを５分程度待って、両基板を接触させてから２ｔの力で加圧し、圧電基板１２０と支持基板３０とを直接接合して貼り合わせ基板１１０とした。そして、工程（ｄ）では、貼り合わせ基板１１０を取り出し、圧電基板１２０厚みが２０μｍになるまでその表面を研削・研磨して、圧電基板２０とした。こうして複合基板１０を製造した。
　その後、この複合基板１０の圧電基板２０上に２００対のＩＤＴ電極４２，４４と反射電極４６とをパターニングし、ダイシングにより切り出して１つ１つの１ポートＳＡＷ共振子４０を得た。
［比較例１］
　比較例１として、圧電基板２０の接合面２１を平坦部２５を有さない鏡面（算術平均粗さＲａ＝０．４ｎｍ）とした点以外は、実施例１と同様にして複合基板を作製し、１ポートＳＡＷ共振子を作製した。
［反射特性の評価］
　実施例１及び比較例１の１ポートＳＡＷ共振子について、周波数特性を測定した。実施例１と比較例１とで、スプリアスの振幅のピーク値を比較したところ、実施例１は比較例１に比べてスプリアスの振幅のピーク値が３ｄＢ以上小さい値に抑制されていた。このことから、実施例１では、圧電基板２０の接合面２１が部分平坦化凹凸面であり粗面化されているため、比較例１と比べてスプリアス、すなわちバルク波の不要な反射によるノイズが３ｄＢ以上抑制されていることが確認できた。
　なお、工程（ｂ）を省略して圧電基板２０に平坦部２５を形成しない点以外は、実施例１と同様の工程により複合基板の作製を試みたところ、工程（ｃ）における直接接合を行っても、圧電基板１２０と支持基板３０とが接着されなかった。このことから、実施例１では、圧電基板２０の接合面２１が部分平坦化凹凸面となっていることにより、直接接合の接合力が十分なものとなっていることが確認できた。
［実施例２］
　実施例２として、工程（ａ）で接合面１２１として鏡面を有する圧電基板１２０を用意し、工程（ｂ）で接合面１２１の鏡面部分の少なくとも一部を平坦部２５として残すように荒らすことで部分平坦化凹凸面を形成した点以外は、実施例１と同様の方法により図１，２に示した複合基板１０を作製した。そして、これを用いて図４に示した１ポートＳＡＷ共振子４０を作製した。図９は、実施例２の工程（ａ），（ｂ）を模式的に示す説明図（断面図）である。
　具体的には、以下のように作製した。まず、工程（ａ）では、圧電基板１２０として、ＯＦを有し、直径が４インチ，厚さが２３０μｍのＬｉＴａＯ3基板を用意した（図９（ａ））。そして、この圧電基板１２０の接合面１２１を鏡面研磨した。具体的には、平均粒径０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて、接合面１２１をラッピング加工した。その後、最後に不織布パッドを用いて表面をＣＭＰ研磨し、接合面１２１の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下になるようにした。また、支持基板３０として、ＯＦを有し、直径が４インチ，厚さが２５０μｍのＳｉ基板を用意した。支持基板３０の接合面３１は、算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下となるように、予めＣＭＰ研磨したものを用意した。
　そして、工程（ｂ）では、ＬＴ基板の表面に、クロムを下地としその上に金を形成した金（第２層１８４）及びクロム（第１層１８２）からなる金属膜を形成し、さらにその上にレジスト膜１８６を形成した（図９（ｂ１））。具体的には、平行平板ＲＦスパッタリング装置を用いて、成膜開始真空度１．５×１０-5Ｐａ，ガス（Ａｒ）圧０．５Ｐａ，ガス（Ａｒ）流量２０ｓｃｃｍ、基板加熱１５０℃の条件で成膜を行った。成膜チャンバー内のウェハー搬送速度をクロム成膜時は１４０００ｐｐｓ、金成膜時は３６００ｐｐｓ、搬送回数をクロム成膜時は１回、金成膜時は３回とすることにより、金（第２層１８４）の膜厚は１５０ｎｍ、クロム（第１層１８２）の膜厚は３ｎｍとなった。金の下地にクロムを使用する理由は、金とウェハーの密着力を強くするためである。その後、金の表面にレジストを塗布し、レジスト膜１８６を形成した。続いて、フォトリソプロセスで、レジストをパターニングして複数のレジスト膜８６とした（図９（ｂ２））。レジスト膜８６のパターン形状は直線状とし、レジストに覆われている部分（後に鏡面となる部分）の幅を４μｍ、レジストで覆われていない部分（後の粗面となる部分）の幅を１μｍとした。次に、レジストで覆われていない部分の金をヨウ素ヨウ化カリウムで完全に除去した。更にクロムを硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸混合液で完全に除去した。これにより、第１層１８２，第２層１８４をそれぞれ複数の第１層８２，第２層８４とし、ＬＴ基板表面（接合面１２１）の一部を露出させた（図９（ｂ３））。すなわち、接合面１２１の一部を第１層８２，第２層８４からなるマスク８０（及びレジスト膜８６）で覆った状態とした。その後、フッ酸に３０分浸漬し、圧電基板１２０をエッチングした。これにより、接合面１２１のうちマスク８０で覆われていない部分をエッチングで荒らして凹凸を形成した（図９（ｂ４））。なお、レジスト膜８６はエッチングにより除去された。その後、パターンで残っている金／クロム（マスク８０）を除去した（図９（ｂ５））。これにより、接合面１２１のうちマスク８０で覆われていた部分は工程（ａ）における鏡面研磨が維持されて平坦部２５となり、それ以外の部分がエッチングで荒らされた凹凸面（粗面）となることで、部分平坦化凹凸面である接合面２１が形成された。なお、ＡＦＭで接合面２１の表面粗さを測定したところ、平坦部２５の算術平均荒さＲａは□１０μｍで０．２ｎｍ、エッチングした部分の算術平均粗さＲａは□１０μｍで１００ｎｍであった。また、接合面２１のうち平坦部２５とそれ以外の領域の面積割合は、８：２であった。すなわち、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合は８０％であった。
　次に、工程（ｃ）では、圧電基板１２０，支持基板３０についてそれぞれスクラブ洗浄、酸洗浄、有機洗浄を順に行い接合面２１，３１を清浄化した。そして、圧電基板１２０及び支持基板３０を超高真空チャンバー内に搬送した。接合面２１，３１に中性アルゴンビームを約６０秒間照射した。接合面２１，３１の表面の温度が低下するのを５分程度待って、両基板を接触させてから２ｔの力で加圧し、圧電基板１２０と支持基板３０とを直接接合して貼り合わせ基板１１０とした。そして、工程（ｄ）では、貼り合わせ基板１１０を取り出し、圧電基板１２０厚みが２０μｍになるまでその表面を研削・研磨して、圧電基板２０とした。こうして複合基板１０を製造した。
　その後、この複合基板１０の圧電基板２０上に２００対のＩＤＴ電極４２，４４と反射電極４６とをパターニングし、ダイシングにより切り出して１つ１つの１ポートＳＡＷ共振子４０を得た。実施例２の１ポートＳＡＷ共振子４０について、周波数特性を測定した。スプリアスの振幅のピーク値を比較したところ、比較例１に比べてスプリアスの振幅のピーク値が２．５ｄＢ以上小さい値に抑制されていた。
［比較例２］
　実施例２の方法で、レジスト膜８６及び金属膜（マスク８０）のパターンの幅を調整し、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合が１０％の複合基板を作製しようとした。しかし、接合強度が弱く、研磨中に圧電基板１２０と支持基板３０との剥離が生じた。実施例２と比較例２との比較から、圧電基板と支持基板との接合力を十分なものとするためには、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合を１０％超過とすることが好ましく、例えば２０％以上とすることが好ましく、３０％以上とすることがより好ましいと考えられる。
［実施例３］
　実施例２の方法で、レジスト膜８６及び金属膜（マスク８０）のパターンの幅を調整し、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合が９０％の複合基板を作製し、実施例３とした。実施例３の複合基板から、実施例１，２と同様に１ポートＳＡＷ共振子を作製して、周波数特性を測定した。この実施例３の１ポートＳＡＷ共振子は、比較例１と比べるとスプリアスの振幅のピーク値は０．１ｄＢ小さい値に抑制されていた。しかし、実施例１，２と比べるとスプリアスの振幅のピーク値の抑制効果はわずかであった。実施例１～３の比較から、バルク波を十分抑制するためには、部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部２５の面積の割合を９０％未満とすることが好ましく、例えば８０％以下とすることが好ましいと考えられる。
　本出願は、２０１２年８月１７日に出願された日本国特許出願第２０１２－１８１００６号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、共振子やフィルター，コンボルバーなどの弾性表面波デバイスに利用可能である。
　１０　複合基板、１２　空間、２０，１２０　圧電基板、２１，１２１　接合面、２３，２３ａ，１２３　凸部、２５　平坦部、２６，２６ａ　凹部、３０　支持基板、３１　接合面、４０　１ポートＳＡＷ共振子、４２，４４　ＩＤＴ電極、４６　反射電極、５０　セラミックス基板、５２，５４　パッド、５６，５８　金ボール、６０　樹脂、６２，６４　電極、７０　プリント配線板、７２，７４　パッド、７６，７８　はんだ、８０　マスク、８２，１８２　第１層、８４，１８４　第２層、８６，１８６　レジスト膜、１１０　貼り合わせ基板。

Claims (11)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板と直接接合された支持基板と、
    　を備えた複合基板であって、
    　前記圧電基板の接合面及び前記支持基板の接合面の少なくとも一方は、部分平坦化凹凸面であり、該部分平坦化凹凸面は、複数の凸部の先端に平坦部を有するものであり、該平坦部で前記直接接合されている、
    　複合基板。
  2. 　前記部分平坦化凹凸面は、前記平坦部の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下であり、前記平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上である、
    　請求項１に記載の複合基板。
  3. 　前記部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部の面積の割合は３０％以上８０％以下である、
    　請求項１又は２に記載の複合基板。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の複合基板と、
    　前記圧電基板上に形成され、弾性表面波を励振可能な電極と、
    　を備えた弾性表面波デバイス。
  5. 　圧電基板と支持基板とを用意し、両基板を接合面で直接接合することにより複合基板を製造する方法であって、
    （ａ）前記圧電基板と前記支持基板とを用意する工程と、
    （ｂ）前記圧電基板の前記接合面と前記支持基板の前記接合面との少なくとも一方を、複数の凸部の先端に平坦部を有する部分平坦化凹凸面にする工程と、
    （ｃ）前記圧電基板の接合面と前記支持基板の接合面とを直接接合する工程と、
    　を含む複合基板の製造方法。
  6. 　前記部分平坦化凹凸面は、前記平坦部の算術平均粗さＲａが１ｎｍ以下であり、前記平坦部以外の部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上である、
    　請求項５に記載の複合基板の製造方法。
  7. 　前記部分平坦化凹凸面の面積に占める平坦部の面積の割合は３０％以上８０％以下である、
    　請求項５又は６に記載の複合基板の製造方法。
  8. 　前記工程（ａ）では、前記圧電基板と前記支持基板とを用意するにあたり、該圧電基板及び該支持基板の少なくとも一方は、前記接合面として凹凸面を有するものを用意し、
    　前記工程（ｂ）では、前記凹凸面を研磨することにより、該凹凸面を前記部分平坦化凹凸面にする、
    　請求項５～７のいずれか１項に記載の複合基板の製造方法。
  9. 　前記工程（ａ）では、前記圧電基板及び前記支持基板の少なくとも一方の基板の表面を荒らすことで、前記接合面として凹凸面を有する基板を用意する、
    　請求項８に記載の複合基板の製造方法。
  10. 　前記工程（ａ）では、前記圧電基板と前記支持基板とを用意するにあたり、該圧電基板及び該支持基板の少なくとも一方は、前記接合面として鏡面を有するものを用意し、
    　前記工程（ｂ）では、少なくとも１つの前記鏡面を荒らすことにより、該鏡面を前記部分平坦化凹凸面にする、
    　請求項５～７のいずれか１項に記載の複合基板の製造方法。
  11. 　前記工程（ａ）では、前記圧電基板及び前記支持基板の少なくとも一方の基板の表面を研磨することで、前記接合面として鏡面を有する基板を用意する、
    　請求項１０に記載の複合基板の製造方法。
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