[發明專利]壓電膜以及壓電振子

有效

• 申請號: 201680004869.0
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN107112977B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 會田康弘;梅田圭一
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H03H9/24
• 分類號: H03H9/24;C23C14/06;H03H9/17
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李洋

本發明提供能夠充分地確保壓電特性并降低應力的壓電膜以及壓電振子。壓電膜含有AlN結晶、在AlN結晶中與Al進行置換的至少一種第一元素、以及具有比第一元素的離子半徑小且，Al的離子半徑大的離子半徑并被添加到AlN結晶的第二元素。

技術領域

本發明涉及壓電膜以及壓電振子。

背景技術

以往，已知有使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統)技術的壓電振子。例如專利文獻1公開了通過在壓電振子的壓電膜使用對AlN(氮化鋁)添加了Sc(鈧)的ScAlN(含鈧氮化鋁)膜，從而提高壓電振子的壓電特性。

專利文獻1：日本特開2009－010926號公報

專利文獻2：日本特開2013－219743號公報

專利文獻3：日本特開2006－270506號公報

非專利文獻1:Mark-Alexandre Dubois他著，“Stress and piezoelectricproperties of aluminum nitride thin films deposited onto metal electrodes bypulsed direct current reactive sputtering”，JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，Volume89，No.11，2001年6月1日，pp.6389-6395

通常，已知若通過濺射法在Si(硅)等基板上使該ScAlN膜成膜，則在成膜的ScAlN膜內產生應力即壓縮應力。這樣的應力導致壓電膜的裂縫等機械破壞，因此不優選?？紤]應力的產生是由于在AlN結晶中，一部分的Al(鋁)原子置換為具有比Al原子的離子半徑大的離子半徑的Sc(鈧)原子，所以晶格膨脹而形變。

在ScAlN的成膜時，若使Ar(氬)以及N₂(氮氣)的混合氣體的氣壓與通常相比增加，則針對ScAlN膜的濺射粒子的打入效果降低，能夠降低ScAlN膜內的應力。然而，可知由于氣壓的增加而濺射粒子的動能減小，ScAlN膜的結晶性劣化而壓電特性降低。以往，不容易兼得應力的降低和壓電特性的提高。

發明內容

本發明是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于提供能夠充分地確保壓電特性并降低應力的壓電膜以及壓電振子。

本發明的一側面所涉及的壓電膜含有AlN結晶、在AlN結晶中與Al進行置換的至少一種第一元素、以及具有比第一元素的離子半徑小且比Al的離子半徑大的離子半徑并被添加到AlN結晶的第二元素。

根據本發明，能夠提供能夠充分地確保壓電特性并降低應力的壓電膜以及壓電振子。

附圖說明

圖1是示意地表示一具體例所涉及的壓電振動裝置的外觀的立體圖。

圖2是示意地表示一具體例所涉及的壓電振動裝置的結構的分解立體圖。

圖3是沿著圖2的3－3線的壓電振子的剖面的示意圖。

圖4是表示各元素的離子半徑的表。

圖5是表示各元素的離子半徑的表。

圖6是表示驗證了本發明的第一實施方式的效果的結果的表。

圖7是示意地表示示出其它的具體例所涉及的壓電振動裝置的外觀的結構的分解立體圖。

圖8是沿著圖7的8－8線的壓電振子的剖面的示意圖。

圖9與圖6對應，是表示驗證了本發明的第二實施方式的效果的結果的表。

圖10與圖6對應，是表示驗證了本發明的第三實施方式的效果的結果的表。