JPS595721A - 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ず酸化亜鉛Ｍ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ｗＪｌｐＪの使用例を音叉振動子にもとづ
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は酸化亜鉛薄膜４．５の上に形成されたへρ電極を
示ず。

このへρ電極６．７は安価でボンディングができること
から選ばれたもので、電子ビーム蒸着法などにより３０
００〜１００ＯＯＡの膜厚の範囲で形成される。

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る。つまり、ＡＩｌ電極そ
のものが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Ａβ
が拡散することによって酸化亜鉛ｓｉｌ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。

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
的とづる。

以下この発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。

第２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Ｖ２Ｏ３層、１４は電極である。このうち
　７２０３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３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Ｖ
２Ｏ３層、２７はＶ２Ｏ３層２６の上に形成された／ｌ
電極である。

第４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、プラスチック、ゴムな
どの基板、この基板３１表面には、Ａρ電極３２、Ｖ２
０３層３３、酸化亜鉛薄膜３４．７２０３層３５、およ
１１極３６が順次形成されている。

第５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Ｖ２Ｏ３層、４３はＶ２Ｏ３層
４２の上に形成されたへρ電極である。

第６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３ｉ１ＳｉＯ２などからなる基板、
基板５１の上にはＡρ電極５２、Ｖ２０３層５３が順次
形成されている。ざらにＶ２０Ｇ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Ｖ２Ｏ３
層５５、およびＡρ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２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２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
Ｖ２０３を層１３を抵抗加熱蒸着法により６００Ａの厚
みに形成し、さらにその上に厚みが１μからなる／ｌ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３２Ｋｌ−（ｚの撮動子を作成した。

この振動子に直流電圧２０Ｖを印加し、１００℃の温度
に　１ｏｏｏｏ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
１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Ａｆｆｉ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（Δ
Ｆ／Ｆｏ）は次式より求めた。

また、直列共振抵抗（Ｒｏ　）および並列共振抵抗（Ｒ
ａ　）についてもそれぞれ同様に測定し、その結果を第
８図、第９図にそれぞれ示した。

第１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、振動周波数の経時変化が小
さく、またＲＯの経時変化が小さくかつその値も小さく
、ざらにＲａの経時変化も小さいなどの効果が得られて
いる。

ここで、Ｒｏ　１Ｒａ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は等価容量、［
０は等価インダクタンスである。

またＲａは近似的に次式より求められるものである。

の関係から、直列共振周波数（ｆＯ）に対応し、このＲ
ｏ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。

またＲａは同じく第１１図に示したインピーダンスと周
波数の関係から、反共振周波数（ｆａ）に対応し、この
Ｒａが小さくなれば発振に十分な位相変化がとれず、こ
れもまた発振条件の低下をもたらすことになる。

第８図、第９図から明らかなように、この発明の実施例
によれば、従来例のＡρ電極のものにくらべ、Ｒｏ　、
Ｒａの経時変化が小さく、このことからこの発明にかか
る酸化亜鉛薄膜の電極構造は安定な電気的特性を有する
とともに、高温負荷寿命試験に対しても安定した特性を
示すものであると理解することができ、安定した発振を
期待することができる。

以上この発明によれば、酸化亜鉛薄膜とへ！電極との間
に八ρの拡散防止層としてＶ２０３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Ｒｏ　、Ｒａの変化
が小さく、周波数変化が少な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示す側面図、第２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ｍ造を適
用した例を示す側面図、第３図は音片振動子にこの発明
にかかる酸化亜鉛Ｎ膜の電極構造を適用−した例の斜視
図、第４図〜第６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７
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８図は同じくＲｏの経時変化特性図、
第９図は同じくＲａの経時変化特性図、第１０図は酸化
亜鉛薄膜の等両回略図、第１１図はインピーダンスと周
波数の関係特性図Ｃある。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・酸化亜鉛薄膜
、１３・・・・・・Ｖ２Ｏ３Ｎ、１４・・・・・・Ａ　
、０電極。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社村田製作所 −１（ 第４　図 第５図 吊る図 ＴＩＭＥ、　ｔ　ｌｌ０１）〜 ＴＩＭＥ（〃Ｏ〃す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛１１１ｆ１表面とへ！電極との間にＶ２０３層
   を介在させたことを特徴とする酸化亜鉛１膜の電極構造
   。