JPS595720A - 酸化亜鉛薄膜の電極構造 - Google Patents
酸化亜鉛薄膜の電極構造Info
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- JPS595720A JPS595720A JP57114445A JP11444582A JPS595720A JP S595720 A JPS595720 A JP S595720A JP 57114445 A JP57114445 A JP 57114445A JP 11444582 A JP11444582 A JP 11444582A JP S595720 A JPS595720 A JP S595720A
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
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- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/131—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
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。
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。
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振動子にもとづいて説
明する。
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 。
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１１１１４．５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Ｉｌｌ ４．５の上に形成されたＣ
ｒ−Ａｕ系またはＴｉ−Ａｕ系からなる電極を示す。
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Ｉｌｌ ４．５の上に形成されたＣ
ｒ−Ａｕ系またはＴｉ−Ａｕ系からなる電極を示す。
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Ｔｉ１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ＡＬ
Ｊ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。
、第１層電極８としてｃｒまたはＴｉ１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ＡＬ
Ｊ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 −ＡｕＳｃｒ−
Ｎｉ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎ ＋−Ａｕ１ｃｒ−ｃｕ−
７１１ｕなどがあり、またＴｉ−ＡＵ系電極としてはＴ
ｉ−Ａｕのほが、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｕ、’Ｔ（−Ｐｔ−Ａ
ｕＳＴｉ−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記した電極構成の
うち、ＴｉまたはＯｒハ２００〜５ｏｏＡ１Ａｕハ３ｏ
ｏｏ〜５ｏｏｏ人）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。
ほか、Ｃｒ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｐｄ −ＡｕＳｃｒ−
Ｎｉ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎ ＋−Ａｕ１ｃｒ−ｃｕ−
７１１ｕなどがあり、またＴｉ−ＡＵ系電極としてはＴ
ｉ−Ａｕのほが、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｕ、’Ｔ（−Ｐｔ−Ａ
ｕＳＴｉ−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記した電極構成の
うち、ＴｉまたはＯｒハ２００〜５ｏｏＡ１Ａｕハ３ｏ
ｏｏ〜５ｏｏｏ人）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薄膜の電極構造
では次のような欠点が見られた。つまり、第１層電極の
Ｔ’ｉ、Ｑｒが高い親和性を示すため、酸化亜鉛１膜中
にＴｉまたはＣｒが拡散するか、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。
では次のような欠点が見られた。つまり、第１層電極の
Ｔ’ｉ、Ｑｒが高い親和性を示すため、酸化亜鉛１膜中
にＴｉまたはＣｒが拡散するか、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。
このほか、電極６ｊ＠Ｔ ｉ −Ａ ｕ系電極またはＣ
ｒ−Ａｕ系電極の変わりにへρ電極とする構成例もある
。
ｒ−Ａｕ系電極の変わりにへρ電極とする構成例もある
。
このへρ電極は安価でボンディングを行いやすいという
観点から選ばれたものであるが、へρ電極そのものにも
次にような欠点が見られる。
観点から選ばれたものであるが、へρ電極そのものにも
次にような欠点が見られる。
つまり、へρ電極そのもので高い親和性を示すため、酸
化亜鉛薄膜中に八ρが拡散し、電気的特性が劣化すると
いう欠点がある。すなわち、２価の半導体である酸化亜
鉛に３価であるＡｕが拡散することによって、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、Ｔｉ−Ａｕ系
電極またはＯｒ−、Ａ、ｕ系電極にくらべて、電気的特
性の劣化がさらに一層大きなものとなった。
化亜鉛薄膜中に八ρが拡散し、電気的特性が劣化すると
いう欠点がある。すなわち、２価の半導体である酸化亜
鉛に３価であるＡｕが拡散することによって、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、Ｔｉ−Ａｕ系
電極またはＯｒ−、Ａ、ｕ系電極にくらべて、電気的特
性の劣化がさらに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するに当っては、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。
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。
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。
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５ｎｏ２層、１４は電極である。このうち
ＳｎＯ２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
。また５ｎ０２層１３には抵抗値。
薄膜、１３は５ｎｏ２層、１４は電極である。このうち
ＳｎＯ２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
。また５ｎ０２層１３には抵抗値。
調整のためにｓｂを少壷含むことも許される。
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。
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ｌ！Ｉｌｌ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ＳｎＯ２層、２７はＳｎＯ２層２６の上に形成され
た電極である。
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ｌ！Ｉｌｌ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ＳｎＯ２層、２７はＳｎＯ２層２６の上に形成され
た電極である。
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。
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、プラスチック、ゴムな
どの基板、この基板３１表面には、電極３２、−８ｎＯ
２層３３、酸化亜鉛１躾３４．３ｎ０２層３５、および
電極３６が順次形成されている。
どの基板、この基板３１表面には、電極３２、−８ｎＯ
２層３３、酸化亜鉛１躾３４．３ｎ０２層３５、および
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。
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Ｊ１
１４１（７）両面に形成されたＳｎＯ２層、４３はＳｎ
Ｏ２層４２の上に形成された電極である。
１４１（７）両面に形成されたＳｎＯ２層、４３はＳｎ
Ｏ２層４２の上に形成された電極である。
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。
用した例を示す側面図である。
図において、５１は３ｉ、ＳｉＯ２などからなる基板、
基板５１の上には電極５２、ＳｎＯ２層５３が順次形成
されている。さらにＳｎＯ２層５３の上には酸化亜鉛薄
膜５４が形成されている。この酸化亜鉛薄膜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５ｎＯ２１１
５５、および電極５６が順次積層して形成されている。
基板５１の上には電極５２、ＳｎＯ２層５３が順次形成
されている。さらにＳｎＯ２層５３の上には酸化亜鉛薄
膜５４が形成されている。この酸化亜鉛薄膜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５ｎＯ２１１
５５、および電極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して、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。
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、振動子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
５ｂ２０３．’ニーを３〜７モル％含んだ５ｎ０２層、
１３をスパッタリング法により５０００Ａの厚みで形成
し、さらにその上にＴｉが３００Ａ、ＡＵが３ｏｏｏＡ
の厚みからなるＴｉ−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３２ＫＨｚの
振動子を作成した。
タリング法により酸化亜鉛薄膜１２を形成し、その上に
５ｂ２０３．’ニーを３〜７モル％含んだ５ｎ０２層、
１３をスパッタリング法により５０００Ａの厚みで形成
し、さらにその上にＴｉが３００Ａ、ＡＵが３ｏｏｏＡ
の厚みからなるＴｉ−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３２ＫＨｚ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ｉ ｏｏｏｏ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。この振動周波数の経時変化特性
（ΔＦ／Ｆｏ）また、絶縁抵抗（ＩＲ）および直列共振
抵抗（Ｒｏ ）についてもそれぞれ同様に測定し、その
結果を第９図、第１０図にそれぞれ示した。なお、ＩＲ
については測定電圧１０Ｖにて測定した値である。
にｉ ｏｏｏｏ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。この振動周波数の経時変化特性
（ΔＦ／Ｆｏ）また、絶縁抵抗（ＩＲ）および直列共振
抵抗（Ｒｏ ）についてもそれぞれ同様に測定し、その
結果を第９図、第１０図にそれぞれ示した。なお、ＩＲ
については測定電圧１０Ｖにて測定した値である。
第８図〜第１０図から明らかなように、この発明にかか
るものは、振動周波数、ＩＲについては従来例にくらべ
て経時変化が小さく、Ｒｏについては従来例にくらべて
小さな値を示している。
るものは、振動周波数、ＩＲについては従来例にくらべ
て経時変化が小さく、Ｒｏについては従来例にくらべて
小さな値を示している。
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
１図のようになる。図中、Ｃｄは並列容量を示し、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は等価容聞、Ｌ
ｏは等価インダクタンスである。またＩＲは酸化亜鉛薄
膜の絶縁抵抗である。
１図のようになる。図中、Ｃｄは並列容量を示し、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は等価容聞、Ｌ
ｏは等価インダクタンスである。またＩＲは酸化亜鉛薄
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す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ＷＩ！Ｉｌの電極構造
であると云える。
える上で高い値を示す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ＷＩ！Ｉｌ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１２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（Ｓｏ）に対応し
、このＲｏが大きくなれば発振に大きな増幅度が必要と
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
ばかかる問題がなく、高温負荷の条件においても実用１
土適用しても同様の効果が得られることを確認した。
している。このＲｏは第１２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（Ｓｏ）に対応し
、このＲｏが大きくなれば発振に大きな増幅度が必要と
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
ばかかる問題がなく、高温負荷の条件においても実用１
土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、酸化亜鉛薄膜と電極との間にＳ
ｎＯ２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
対して振動周波数、ＩＲの変化が小さく、またＲｏの値
の増大もないなど信頼性の高い酸化亜鉛薄膜が得られる
。
ｎＯ２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
対して振動周波数、ＩＲの変化が小さく、またＲｏの値
の増大もないなど信頼性の高い酸化亜鉛薄膜が得られる
。
第１図は音叉振動子の一例を示す側面図、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
にこの発明にかか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かか
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く振動周波数の経時変化特
性図、第９図は同じ＜ＩＲの経時変化特性図、第１０図
は同じ＜Ｒｏの経時変化特性図、第１１図は酸化亜鉛薄
膜の等両回略図、第１２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・・・・・・５ｎ０２層、１４・・・・・・電極
。 特 許 出 願 人 株式会社村田製作所 椙５ 図 躬乙図 葡７図 ＴＩＭＥ （ＨＯｔＪＲ） ７／ＮＥ （ＨＯＩＡす
図における電極部分の部分拡大図、第３図は音叉振動子
にこの発明にかか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かか
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く振動周波数の経時変化特
性図、第９図は同じ＜ＩＲの経時変化特性図、第１０図
は同じ＜Ｒｏの経時変化特性図、第１１図は酸化亜鉛薄
膜の等両回略図、第１２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・・・・・・５ｎ０２層、１４・・・・・・電極
。 特 許 出 願 人 株式会社村田製作所 椙５ 図 躬乙図 葡７図 ＴＩＭＥ （ＨＯｔＪＲ） ７／ＮＥ （ＨＯＩＡす
Claims (1)
- 酸化亜鉛薄膜表面と電極との間にＳｎＯ２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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114445A JPS595720A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
| US06/500,828 US4433264A (en) | 1982-06-30 | 1983-06-03 | Electrode structure for a zinc oxide thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114445A JPS595720A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595720A true JPS595720A (ja) | 1984-01-12 |
| JPH0158890B2 JPH0158890B2 (ja) | 1989-12-14 |
Family
ID=14637907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114445A Granted JPS595720A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4433264A (ja) |
| JP (1) | JPS595720A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013183030A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Panasonic Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60137112A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動子 |
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| JP3039971B2 (ja) * | 1989-09-19 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | 接合型圧電装置及び製造方法並びに接合型圧電素子 |
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| US6339276B1 (en) * | 1999-11-01 | 2002-01-15 | Agere Systems Guardian Corp. | Incremental tuning process for electrical resonators based on mechanical motion |
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| CN101908815B (zh) * | 2009-06-02 | 2015-04-08 | 易音特电子株式会社 | 双模振动器 |
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-
1982
- 1982-06-30 JP JP57114445A patent/JPS595720A/ja active Granted
-
1983
- 1983-06-03 US US06/500,828 patent/US4433264A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013183030A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Panasonic Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158890B2 (ja) | 1989-12-14 |
| US4433264A (en) | 1984-02-21 |
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