[發明專利]壓電膜制造方法、振動片、振子、振蕩器、設備和移動體

在審

• 申請號: 201410347246.6
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104333338A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 山崎隆;巖本修
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/17;H03H9/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及壓電膜制造方法、具有該壓電膜的振動片、具有該振動片的振子、振蕩器、電子設備和移動體。

背景技術

以往，作為振動片，公知有如下結構的壓電薄膜諧振器(以下稱為振動片)：其具有設置在基板上的下部電極、設置在下部電極上的壓電膜、以及設置在壓電膜上且具有隔著壓電膜而與下部電極相對的區域的上部電極(例如參照專利文獻1)。

上述振動片在壓電膜中使用氮化鋁(以下稱為AlN)。該壓電膜是在N₂(氮)氣體和Ar(氬)氣體的混合氣氛中，使用Al(鋁)作為靶材料(成膜材料)，通過濺射而成膜(形成)。

專利文獻1：日本特開2013-34130號公報

但是，由于上述壓電膜使用純鋁作為成膜材料，所以，在存在于成膜后的AlN的晶界中的Al中，有時由于AlN成膜后的上部電極的成膜工藝等而產生內部應力。

由此，上述壓電膜可能發生在Al中產生空隙的應力遷移。

其結果，在上述壓電膜中，機電耦合系數劣化，由此，阻抗上升，作為壓電膜的功能劣化，并且，由于應力遷移的加劇(空隙的擴散等)，可靠性(特別是長期可靠性)可能降低。

由此，在具有上述壓電膜的上述振動片中，有可能CI(晶體阻抗)值增大，振動特性劣化，并且，可靠性降低。

發明內容

本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下方式或應用例而實現。

[應用例1]本應用例的壓電膜制造方法的特征在于，所述壓電膜制造方法包括以下工序：在N₂氣體和Ar氣體的混合氣氛中，將Al-Cu合金作為成膜材料，使用濺射法形成壓電膜。

由此，壓電膜制造方法包括以下工序：在N₂氣體和Ar氣體的混合氣氛中，將Al-Cu合金作為成膜材料(靶材料)，使用濺射法形成壓電膜。

由此，在壓電膜制造方法中，由于使用Al-Cu合金作為形成壓電膜的成膜材料，所以，在使用濺射法形成的壓電膜(具體而言為AlN膜)的晶界的Al中，Cu分散地存在(換言之，生成金屬間化合物(Al₃Cu))。

由此，在壓電膜制造方法中，由于抑制了晶界的Al的擴散，所以能夠抑制產生應力遷移。

其結果，在壓電膜制造方法中，與現有(例如專利文獻1)的制造方法相比，能夠提高作為壓電膜的功能，并且，能夠通過抑制應力遷移來提高壓電膜的可靠性。

[應用例2]在上述應用例的壓電膜制造方法中，優選所述Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25％質量百分比～1.0％質量百分比的范圍內。

由此，在壓電膜制造方法中，由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25％質量百分比～1.0％質量百分比的范圍內，所以，能夠抑制晶界的Al的擴散，能夠抑制產生應力遷移。

[應用例3]在上述應用例的壓電膜制造方法中，優選所述Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.4％質量百分比～0.6％質量百分比的范圍內。

由此，在壓電膜制造方法中，由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.4％質量百分比～0.6％質量百分比的范圍內，所以，能夠進一步抑制晶界的Al的擴散，能夠進一步抑制產生應力遷移。

[應用例4]在上述應用例的壓電膜制造方法中，優選所述N₂氣體與所述Ar氣體的混合比在N₂氣體50％體積百分比：Ar氣體50％體積百分比～N₂氣體99％體積百分比：Ar氣體1％體積百分比的范圍內。

由此，在壓電膜制造方法中，由于N₂氣體與Ar氣體的混合比在N₂氣體50％體積百分比：Ar氣體50％體積百分比～N₂氣體99％體積百分比：Ar氣體1％體積百分比的范圍內，所以，能夠使用濺射法得到良好地發揮功能的壓電膜(具體而言為AlN膜)。

[應用例5]本應用例的振動片的特征在于，所述振動片具有基部和從所述基部延伸的振動臂，所述振動臂具有在晶界中含有Cu的壓電膜。

由此，由于振動片具有基部和從基部延伸的振動臂，振動臂具有在晶界中含有Cu的壓電膜(具體而言為AlN膜)，所以，能夠抑制在壓電膜中產生應力遷移。

由此，在振動片中，與以往(例如專利文獻1)相比，能夠提高壓電膜的功能，并且能夠提高壓電膜的可靠性。

其結果，在振動片中，CI值降低，由此，振動特性提高，并且能夠提高可靠性。