JPS595719A - 酸化亜鉛薄膜の電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は安定な特性を示す酸化亜鉛薄膜の電極構造に
関する。

酸化亜鉛薄膜は弾性表面波装置、音叉振動子、音片振動
子などの圧電体として使用されている。

この酸化亜鉛薄膜の使用例を音叉撮動子にもとづいて説
明する。

第１図は音叉振動子の一例を示す側面図である。

図において、１は音叉振動子の本体、２．３はこの本体
１の脚部を示し、脚部２．３の側壁２ａ、３ａには酸化
亜鉛薄膜４．５が形成されている。

この酸化亜鉛薄膜４．５は真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンブレーティング法などにより形成される。６
．７は酸化亜鉛Ｎ１層４．５の上に形成された０ｒ−Ａ
ｕ系またはＴｉ−Ａｕ系からなる電極を示１゜ この電極６．１は第２図にその詳細な構造を示すように
、第１層電極８としてＣｒまたはＴ；、第２層電極９と
してＡＵからなるものが用いられていた。ここでＣｒ、
Ｔｉは密着性を向上させるためのものであり、またＡＵ
はワイヤボンディングや半田付けができるように選ばれ
たものである。

図示したほか、Ｃｒ−Ａｕ系電極としてはＣｒ−Ａｕの
ほか、Ｃｒ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｐｄ−Ａｕ、Ｃｒ：Ｎ
　１−Ａｕ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎ　ｔ−八ｕ、　Ｃｒ−Ｃｕ
−Ａｕなどがあり、またＴｉ−ＡＵ系電極としてはＴｉ
−Ａｕのほか、Ｔ　ｉ　−Ｃｕ−ＡＵｌＴｉ−Ｐｔ−Ａ
Ｕ、Ｔｉ−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記した電極構成の
うち、ＴｉまたはＣｒは２００〜５００Ａ　、　Ａ　Ｕ
は３０００〜５０００Ａの膜厚の範囲に抵抗加熱法、電
子ビーム蒸着法などにより形成される。

しかしながら、上記したような酸化亜鉛ｍ膜の電極構造
では次のような欠点が見られた。つまり、第１層電極の
Ｔｉ、Ｏｒが高い親和性を示すため、酸化亜鉛１膜中に
ＴｉまたはＯｒが拡散覆るか、酸化亜鉛から酸素を奪い
、酸化亜鉛薄膜の電気的特性、たとえば振動周波数を大
きく変化させるという現象が認められた。また高温負荷
寿命試験を行うと、さらに上記した現象が促進され、電
気的特性の劣化が一層大きなものとなった。

したがって、酸化亜鉛薄膜を形成づるに当っては、電極
を含めた構成全体について考慮する必要があり、従来の
電極構成にさらに改良を施さなければならなかった。

この発明はかかる背景からなされたものであり、安定な
特性を示す酸化亜鉛薄膜の電極構造を提供することを目
的とする。

以下この発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。

第３図はこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造を音
叉振動子に適用した例を示す側面図である。

１１はエリンバなどからなる金属音叉、１２は酸化亜鉛
薄膜、１３はＮｉ層、１４は０ｒ−ＡＬＪ系電極電極は
Ｔｉ−Ａｕ系電極である。このうちＮｉ層１３は電子ビ
ーム法、スパッタリング法、イオンビーム法、抵抗加熱
蒸着法などによって形成される。

第４図は屈曲振動モードの音片振動子にこの発明にかか
る酸化亜鉛薄膜の電極構造を適用した例を示した斜視図
である。

図において、２１は振動子本体を示し、振動子２２とこ
れを支持部２４で支持している枠体２３から構成されて
いる。２５は酸化亜鉛薄膜で振動子２２の表面に形成さ
れている。２６は酸化亜鉛薄膜２５の上に形成されたＮ
ｉ層、２７はＮｉ層２６の上に形成された０ｒ−Ａｕ系
電極またはＴｉ−Ａｕ系電極である。

第５図は同じくこの発明を他の屈曲振動モードの振動子
に適用した例の側面図である。

図において、３１はセラミクス、プラスデック、ゴムな
どの基板、この基板３１表面には、Ｃｒ−Ａｕ系電極ま
たはＴｉ−Ａｕ系電極３２、Ｎ１層３３、酸化亜鉛薄膜
３４、Ｎ１層３５、および０ｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ
−Ａｕ系電極３６が順次形成されている。

第６図は同じくこの発明を拡がり振動モードの振動子に
適用した例を示す側面図である。

図において、４１は酸化亜鉛薄膜、４２は酸化亜鉛薄膜
４１の両面に形成されたＮｉ層、４３はＮｉ層４２の上
に形成されたＣｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系電極
である。

第７図は同じくこの発明を厚み振動モードの振動子に適
用した例を示す側面図である。

図において、５１は３ｉ、５ｉ０２などからなる基板、
基板５１の上には０ｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系
電極５２、Ｎ１層５３が順次形成されＣいる。さらにＮ
１層５３の上には酸化亜鉛薄膜５４が形成されている。

この酸化亜鉛Ｎ膜５４が形成されている位置に相当する
基板５１には空部５１ａが形成されている。酸化亜鉛薄
膜５４の上にはＮｉ層５５、および０ｒ−Ａｕ系電極ま
たはＴｉ−Ａｕ系電極５６が順次積層して形成されてい
る。

次に具体的な実施例とんで、第３図に示した音叉振動子
についてこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造を適
用した例を説明する。

第３図を参照して説明すれば、撮動子１１の上にスパッ
タリング法により酸化亜鉛薄膜１２を形成し、その上に
Ｖ２０３層１３を抵抗加熱法により２５０Ａの厚みで形
成し、さらにその上にＴｉが３００Ａ　。

Ａｕが３０００Ａの厚みからなるＴ’ｉ　−Ａｕ系電極
１４を電子ビーム法により形成した。このようにして振
動周波数３２Ｋ　Ｈｚの振動子を作成した。

この振動子に直流電圧２０Ｖを印加し、１００℃の温度
に１００００時間放置した。このときの振動周波数の経
時変化特性を試料数２０個について測定したところ第８
図に示すような結果が得られた。図中実線はこの実施例
によるものである。また破線は従来例のＴｉ−Ａｕ系電
極のみからなるものについて、同様にして測定した結果
を示したものである。

また直列共振抵抗（Ｒｏ　）についても同様に測定し、
その結果を第９図に示した。

第８図〜第９図から明らかなように、この発明にかかる
ものは、従来例にくらべて、ＩＲについては経時変化が
小さく、Ｒｏについては変化幅が小さいという結果を示
１゜ ここでＩＲ＜Ｒｏを測定したのは次のような理由による
。

まず、酸化亜鉛薄膜についてその等両回路を示せば第１
０図のようになる。図中、ｃｄは並列容置を示し、酸化
亜鉛薄膜をコンデンサとして考えた場合の静電容量に近
い値である。Ｒｏは直列共振抵抗、Ｃｏは等価容量、Ｌ
ｏは等価インダクタンスである。またＩ　Ｒ４，を酸化
亜鉛薄膜の絶縁抵抗である。

ここで、酸化亜鉛薄膜のＩＲは圧電体としての特性を備
える上で高い値を示づことが必要とされることから、Ｉ
Ｒの劣化が生じることは不都合なこととされている。と
ころが、第９図から明らかなように、この発明の実施例
によれば、従来のものにくらべてＩＲの低下が小さくな
っており、実用上有用な酸化亜鉛薄膜の電極構造である
と云える。

また、この発明の実施例によれば、Ｒｏは小さな値を示
している。このＲｏは第１１図に示したインピーダンス
と周波数の関係から、直列共振周波数（ｆｏ　）に対応
し、このＲｏが大きくなれば発振に大ぎな増幅度が必要
となり、発振条件の低下をもたらすことになることが伺
える。したがってＲｏの値の小さなこの発明のものによ
ればかがる問題がなく、高温負荷の条件においても実用
上十分な特性を示すものであると理解することができる
。なお、Ｃｒ−Ａｕ系電極についてこの発明を適用して
も同様の効果が得られることを確認した。

以上この発明によれば、酸化亜鉛薄膜と０ｒ−Ａｕ系電
極またはＴｉ−Ａｕ系電極との間にＯｒ、Ｔｉの拡散防
止層としてＮｔ層を介在させたものであり、従来のもの
にくらべて実用上十分な特性を示す酸化亜鉛薄膜を提供
することができる。特にこの発明によれば、高温負荷寿
命試験に対してＩＲの変化が小さく、またＲｏの値の変
化も小さいなど信頼性の高い酸化亜鉛薄膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音叉振動子の一例を承り側面図、第２図は第１
図における電極部分の部分拡大図、第３図は音叉振動子
にこの発明にががる酸化亜鉛薄膜の電極構造を適用した
例を示す側面図、第４図は音片振動子にこの発明にがが
る酸化亜鉛薄膜の電極構造を適用した例の斜視図、第５
図〜第７図は同じくこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電
極構造を各振動子に適用した例の側面図、第８図はこの
発明の具体的実施例にもとづ＜ＩＲの経時変化特性図、
第９図は同じ＜Ｒｏの経時変化特性図、第１０図は酸化
亜鉛Ｎ膜の等両回略図、第１１図はインピーダンスと周
波数の関係特性図である。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・酸化亜鉛薄膜
、１３・・・・・・Ｎ１層、１４・・・・・・Ｃｒ−Ａ
ｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系電極。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社村田製作所 ５ 第　５　図 躬　乙　図 躬　７図 ７７−１とρプＤｉａｌ？ノ ＴＩＰ７Ｈ（ＨＯ（／Ｒ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛薄膜表面とＣｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ−ＡＬ
   Ｊ系電極電極間にＮ１層を介在させたことを特徴とする
   酸化亜鉛薄膜の電極構造。