JPH0865076A - 圧電装置 - Google Patents
圧電装置Info
- Publication number
- JPH0865076A JPH0865076A JP6198403A JP19840394A JPH0865076A JP H0865076 A JPH0865076 A JP H0865076A JP 6198403 A JP6198403 A JP 6198403A JP 19840394 A JP19840394 A JP 19840394A JP H0865076 A JPH0865076 A JP H0865076A
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- JP
- Japan
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- zinc oxide
- thickness
- film
- piezoelectric film
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- Prior art date
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】酸化亜鉛圧電膜からなるものであって、その厚
みを薄くして機械的強度を低下させることなく、厚み振
動モードによってより高い共振周波数を得ることができ
る圧電装置を提供する。 【構成】酸化亜鉛圧電膜からなり、前記酸化亜鉛圧電膜
はほぼ同じ厚みを有する２つの領域２、３が厚み方向に
隣接し、かつ、互いの領域の配向軸の向きＣ２、Ｃ３が
異なっていることを特徴とする。
みを薄くして機械的強度を低下させることなく、厚み振
動モードによってより高い共振周波数を得ることができ
る圧電装置を提供する。 【構成】酸化亜鉛圧電膜からなり、前記酸化亜鉛圧電膜
はほぼ同じ厚みを有する２つの領域２、３が厚み方向に
隣接し、かつ、互いの領域の配向軸の向きＣ２、Ｃ３が
異なっていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛圧電膜からな
る圧電装置に関する。
る圧電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】配向性酸化亜鉛膜を絶縁処理して得られ
る酸化亜鉛圧電膜は、フィルター、発振子等の圧電装置
として用いられている。
る酸化亜鉛圧電膜は、フィルター、発振子等の圧電装置
として用いられている。
【０００３】そして、この配向性酸化亜鉛膜の製造方法
としては、スパッタリング法やＣＶＤ法等がある。
としては、スパッタリング法やＣＶＤ法等がある。
【０００４】例えば、酸化亜鉛圧電膜にビスマスおよび
マンガンを含有させることにより、高周波スパッタリン
グ法等によって、被着面に対しｃ軸が垂直で、良質な圧
電膜が得られることが、特公昭５７−２１９５号公報に
開示されている。
マンガンを含有させることにより、高周波スパッタリン
グ法等によって、被着面に対しｃ軸が垂直で、良質な圧
電膜が得られることが、特公昭５７−２１９５号公報に
開示されている。
【０００５】また、ＣＶＤ法の一種で、特に大きい成膜
速度を有する輸送法による成膜によっても、良好な配向
性酸化亜鉛膜が得られる。
速度を有する輸送法による成膜によっても、良好な配向
性酸化亜鉛膜が得られる。
【０００６】以下、輸送法による配向性酸化亜鉛の成膜
を例として、広がりや厚み縦の振動モードを利用した発
振子、フィルター等の圧電装置の製造方法を説明する。
を例として、広がりや厚み縦の振動モードを利用した発
振子、フィルター等の圧電装置の製造方法を説明する。
【０００７】輸送法は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）と亜鉛（Ｚ
ｎ）とで、還元雰囲気中では高温でＺｎが安定で、ある
温度を境に低温でＺｎＯが安定であるという性質を利用
した成膜方法である。
ｎ）とで、還元雰囲気中では高温でＺｎが安定で、ある
温度を境に低温でＺｎＯが安定であるという性質を利用
した成膜方法である。
【０００８】すなわち、還元ガス上流の高温域に配置さ
れたＺｎＯがガスにより還元されてＺｎ蒸気となり、下
流、低温側で酸化され配向性のＺｎＯが基板上に析出す
る。この場合、還元ガスとしてはＨ2 ／Ｎ2 混合ガス
が、また、基板としては、一般に、ＺｎＯ焼結体、Ｍｇ
Ｏ単結晶、ＭｇＯ上にスパッタリング法でＺｎＯ配向膜
を形成したもの等が用いられる。このようにして輸送法
により得られた配向性酸化亜鉛膜はｃ軸に配向し、その
向きは揃っている。
れたＺｎＯがガスにより還元されてＺｎ蒸気となり、下
流、低温側で酸化され配向性のＺｎＯが基板上に析出す
る。この場合、還元ガスとしてはＨ2 ／Ｎ2 混合ガス
が、また、基板としては、一般に、ＺｎＯ焼結体、Ｍｇ
Ｏ単結晶、ＭｇＯ上にスパッタリング法でＺｎＯ配向膜
を形成したもの等が用いられる。このようにして輸送法
により得られた配向性酸化亜鉛膜はｃ軸に配向し、その
向きは揃っている。
【０００９】次に、得られた酸化亜鉛膜は、研磨やスラ
イシングによって基板から除去され、拡散元素種の化合
物を含むペーストを塗布された後、８００℃程度の温度
で拡散させる熱拡散法によって絶縁化処理され、圧電性
を付与される。なお、一般に、拡散元素種としてはアク
セプターとして働くＬｉが使用される。その後、圧電性
を付与された酸化亜鉛膜は、望みの共振周波数を得るた
めに所定の寸法にスライシング、研磨される。
イシングによって基板から除去され、拡散元素種の化合
物を含むペーストを塗布された後、８００℃程度の温度
で拡散させる熱拡散法によって絶縁化処理され、圧電性
を付与される。なお、一般に、拡散元素種としてはアク
セプターとして働くＬｉが使用される。その後、圧電性
を付与された酸化亜鉛膜は、望みの共振周波数を得るた
めに所定の寸法にスライシング、研磨される。
【００１０】このようにして得られた酸化亜鉛圧電膜
は、電極を形成されて、広がりや厚み縦の振動モードを
利用した発振子、フィルター等の圧電装置として用いら
れる。
は、電極を形成されて、広がりや厚み縦の振動モードを
利用した発振子、フィルター等の圧電装置として用いら
れる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような配向軸の向きがすべて同じ方向を向いた酸化亜鉛
圧電膜を用いると、例えば、厚み振動モードを利用して
１０ＭＨｚの共振周波数を得ようとした場合、この酸化
亜鉛圧電膜の厚みを約２５０μｍにする必要がある。さ
らに高周波の５０ＭＨｚの共振周波数を得ようとした場
合、その厚みを５０μｍにする必要があるが、これでは
酸化亜鉛圧電膜の機械的強度が弱くなり過ぎて、圧電装
置として用いることができなかった。
ような配向軸の向きがすべて同じ方向を向いた酸化亜鉛
圧電膜を用いると、例えば、厚み振動モードを利用して
１０ＭＨｚの共振周波数を得ようとした場合、この酸化
亜鉛圧電膜の厚みを約２５０μｍにする必要がある。さ
らに高周波の５０ＭＨｚの共振周波数を得ようとした場
合、その厚みを５０μｍにする必要があるが、これでは
酸化亜鉛圧電膜の機械的強度が弱くなり過ぎて、圧電装
置として用いることができなかった。
【００１２】そこで、本発明の目的は、酸化亜鉛圧電膜
からなるものであって、その厚みを薄くして機械的強度
を低下させることなく、厚み振動モードによってより高
い共振周波数を得ることができる圧電装置を提供するこ
とにある。
からなるものであって、その厚みを薄くして機械的強度
を低下させることなく、厚み振動モードによってより高
い共振周波数を得ることができる圧電装置を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の圧電装置は、酸化亜鉛圧電膜からなり、前
記酸化亜鉛圧電膜はほぼ同じ厚みを有する２つの領域が
厚み方向に隣接し、かつ、互いの領域の配向軸の向きが
異なっていることを特徴とする。
め、本発明の圧電装置は、酸化亜鉛圧電膜からなり、前
記酸化亜鉛圧電膜はほぼ同じ厚みを有する２つの領域が
厚み方向に隣接し、かつ、互いの領域の配向軸の向きが
異なっていることを特徴とする。
【００１４】そして、互いの領域の配向軸の向きが、ほ
ぼ１８０度異なっていることが好ましい。
ぼ１８０度異なっていることが好ましい。
【００１５】
【作用】本発明の圧電装置は、酸化亜鉛圧電膜からなる
ものであって、その厚み方向に、ほぼ同じ厚みであって
配向軸の向きが異なる２つの領域が層状に存在するもの
である。
ものであって、その厚み方向に、ほぼ同じ厚みであって
配向軸の向きが異なる２つの領域が層状に存在するもの
である。
【００１６】この酸化亜鉛圧電膜を用いた場合、従来の
配向軸の向きが揃った同じ厚みの酸化亜鉛圧電膜と比較
して、より高い周波数位置に厚み振動の共振モードが励
振される。そして、互いの領域の配向軸の向きがほぼ１
８０度異なっている場合には、従来の配向軸の向きが揃
った同じ厚みのものと比較して、２倍の周波数位置に厚
み振動の共振モードが励振される。
配向軸の向きが揃った同じ厚みの酸化亜鉛圧電膜と比較
して、より高い周波数位置に厚み振動の共振モードが励
振される。そして、互いの領域の配向軸の向きがほぼ１
８０度異なっている場合には、従来の配向軸の向きが揃
った同じ厚みのものと比較して、２倍の周波数位置に厚
み振動の共振モードが励振される。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の圧電装置の実施例を説明す
る。まず、加圧成形したＺｎＯ粉体を１１００〜１３０
０℃の温度領域内に、アルミナ基板を６００〜９００℃
の温度領域内に保持し、高温側から１５０リットル／分
の３％Ｈ2 ／Ｎ2 混合ガスを流して、輸送法による気相
反応を５時間行い、アルミナ基板上に垂直にｃ軸配向し
た厚み約１ｍｍの酸化亜鉛膜を成膜した。その後、アル
ミナ基板を研磨して除去するとともに、得られた酸化亜
鉛膜をｃ軸配向軸に垂直に厚み０．５ｍｍの板状に研磨
した。
る。まず、加圧成形したＺｎＯ粉体を１１００〜１３０
０℃の温度領域内に、アルミナ基板を６００〜９００℃
の温度領域内に保持し、高温側から１５０リットル／分
の３％Ｈ2 ／Ｎ2 混合ガスを流して、輸送法による気相
反応を５時間行い、アルミナ基板上に垂直にｃ軸配向し
た厚み約１ｍｍの酸化亜鉛膜を成膜した。その後、アル
ミナ基板を研磨して除去するとともに、得られた酸化亜
鉛膜をｃ軸配向軸に垂直に厚み０．５ｍｍの板状に研磨
した。
【００１８】次に、この酸化亜鉛膜のアルミナ基板に接
していた面側、即ちｃ軸配向軸の向きと反対の面を基板
面となるようにし、その面上にさらに輸送法で酸化亜鉛
を成膜した。これにより、互いにその配向軸の方向が１
８０度の角度をなす２つの領域が存在する酸化亜鉛膜を
得た。
していた面側、即ちｃ軸配向軸の向きと反対の面を基板
面となるようにし、その面上にさらに輸送法で酸化亜鉛
を成膜した。これにより、互いにその配向軸の方向が１
８０度の角度をなす２つの領域が存在する酸化亜鉛膜を
得た。
【００１９】そして、この酸化亜鉛膜を、一旦、厚み５
００μｍに研磨した後、空気中、８００℃で１０時間、
Ｌｉを熱拡散させて絶縁処理を施し、酸化亜鉛圧電膜を
得た。
００μｍに研磨した後、空気中、８００℃で１０時間、
Ｌｉを熱拡散させて絶縁処理を施し、酸化亜鉛圧電膜を
得た。
【００２０】その後、この酸化亜鉛圧電膜両面を研磨
し、スライシングして、１０ｍｍ角、厚みがそれぞれ約
５００μｍ、約１００μｍの酸化亜鉛圧電膜を得た。そ
して、その両面に直径２ｍｍの部分電極を形成し、図１
に示す圧電装置１を得た。図１はその断面図である。同
図において、２および３はそれぞれ配向軸の向きがＣ
２，Ｃ３と互いに異なる酸化亜鉛圧電膜の領域であり、
４および５はそれぞれ電極である。
し、スライシングして、１０ｍｍ角、厚みがそれぞれ約
５００μｍ、約１００μｍの酸化亜鉛圧電膜を得た。そ
して、その両面に直径２ｍｍの部分電極を形成し、図１
に示す圧電装置１を得た。図１はその断面図である。同
図において、２および３はそれぞれ配向軸の向きがＣ
２，Ｃ３と互いに異なる酸化亜鉛圧電膜の領域であり、
４および５はそれぞれ電極である。
【００２１】次に、得られた酸化亜鉛からなる圧電装置
の共振周波数をインピーダンスアナライザーで測定した
ところ、厚み５００μｍのもので１０．４ＭＨｚ、厚み
１００μｍのもので４９ＭＨｚの周波数位置に共振モー
ドが確認された。
の共振周波数をインピーダンスアナライザーで測定した
ところ、厚み５００μｍのもので１０．４ＭＨｚ、厚み
１００μｍのもので４９ＭＨｚの周波数位置に共振モー
ドが確認された。
【００２２】なお、上記実施例においては、輸送法で配
向性酸化亜鉛を成膜しているが、本発明は成膜法により
限定されるものではない。即ち、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法等種々の方法で配向性酸化亜鉛を成膜することが
できる。
向性酸化亜鉛を成膜しているが、本発明は成膜法により
限定されるものではない。即ち、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法等種々の方法で配向性酸化亜鉛を成膜することが
できる。
【００２３】また、上記実施例においては、酸化亜鉛圧
電膜の２つの領域の配向軸の向きのなす角度が１８０度
となるようにしているが、本発明はこの角度に限定され
るものではない。即ち、二つの領域の配向軸の向きが異
なっておれば、即ち０度以外のどの角度においても、上
記実施例に示すのと同様な効果が得られる。
電膜の２つの領域の配向軸の向きのなす角度が１８０度
となるようにしているが、本発明はこの角度に限定され
るものではない。即ち、二つの領域の配向軸の向きが異
なっておれば、即ち０度以外のどの角度においても、上
記実施例に示すのと同様な効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
圧電装置の構成によれば、従来の配向軸の向きが揃った
同じ厚みの酸化亜鉛圧電膜と比較して、より高い周波数
位置に厚み振動の共振モードが励振される。そして、互
いの領域の配向軸の向きがほぼ１８０度異なっている場
合には、従来の配向軸の向きが揃った同じ厚みのものと
比較して、２倍の周波数位置に厚み振動の共振モードが
励振される。
圧電装置の構成によれば、従来の配向軸の向きが揃った
同じ厚みの酸化亜鉛圧電膜と比較して、より高い周波数
位置に厚み振動の共振モードが励振される。そして、互
いの領域の配向軸の向きがほぼ１８０度異なっている場
合には、従来の配向軸の向きが揃った同じ厚みのものと
比較して、２倍の周波数位置に厚み振動の共振モードが
励振される。
【００２５】したがって、酸化亜鉛圧電膜からなるもの
であって、その厚みを薄くして機械的強度を低下させる
ことなく、厚み振動モードによってより高い共振周波数
を得ることができる圧電装置が得られる。
であって、その厚みを薄くして機械的強度を低下させる
ことなく、厚み振動モードによってより高い共振周波数
を得ることができる圧電装置が得られる。
【図１】本発明の圧電装置の一実施例の断面図である。
１ 圧電装置 ２、３ 酸化亜鉛圧電膜の領域 Ｃ２、Ｃ３ 配向軸の向き ４、５ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化亜鉛圧電膜からなり、前記酸化亜鉛
圧電膜はほぼ同じ厚みを有する２つの領域が厚み方向に
隣接し、かつ、互いの領域の配向軸の向きが異なってい
ることを特徴とする圧電装置。 - 【請求項２】 互いの領域の配向軸の向きが、ほぼ１８
０度異なっていることを特徴とする請求項１記載の圧電
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198403A JPH0865076A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 圧電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198403A JPH0865076A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 圧電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0865076A true JPH0865076A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16390555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6198403A Pending JPH0865076A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 圧電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0865076A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425685B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-04-03 | 엘지전자 주식회사 | 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 대역통과 필터 및 듀플렉서 제조방법 |
| CN114208031A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 丘克斯奥尼克斯公司 | 声学器件结构、滤波器和系统 |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6198403A patent/JPH0865076A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425685B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-04-03 | 엘지전자 주식회사 | 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 대역통과 필터 및 듀플렉서 제조방법 |
| CN114208031A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 丘克斯奥尼克斯公司 | 声学器件结构、滤波器和系统 |
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