DE2907151C2

DE2907151C2 - Verfahren zum Herstellen eines dünnen piezoelektrischen Films aus Zinkoxid

Info

Publication number: DE2907151C2
Application number: DE2907151A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Sakado Saitama Sakakura; Tetsuo Saitama Takaku
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1984-12-06
Also published as: DE2907151A1; US4233135A; JPS5739539B2; JPS54114484A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen piezoelektrischen Films aus Zinkoxid entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 37 66 041 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die kristailografische Orientierung des dünnen Zinkoxidfilms auf einem amorphen Substrat gesteuert. Zu diesem Zweck wird bei dem bekannten Verfahren Zink gemeinsam mit Kupfer oder Aluminium zerstäubt. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Hochfrequenz-Ultraschallwandler hergestellt werden.

Ein Bauelement zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen ist ein Element, bei dem Eingangs- und Ausgangselektroden in Form von Kammelektroden auf einer Unterlage aus piezoelektrischem Material vorgesehen sind. Damit lassen sich elektrisch-mechanische und mechanisch-elektrische Signalumwandlungen durchführen. Solche Bauelemente wurden als Filter, Verzögerungsleitungen usw. benutzt.

Die für Bauelemente zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen Verwendung findenden piezoelektrischen Materialien können derzeit in folgende drei Gruppen eingeteilt werden: Einkristalle aus Lithiumniobat oder dergleichen; piezoelektrische Keramik, beispielsweise PZT-Keramik; dünne piezoelektrische Filme aus Zinkoxid oder dergleichen auf einem Trägermaterial. Jedoch hat jedes dieser Materialien Vor- und Nachteile. Insbesondere haben piezoelektrische Einkristalle den Nachteil, daß sie nur teuer herzustellen sind und ihre Temperaturabhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Oberflächenwellen beträchtlich ist.

Piezoelektrische Keramik ist insofern nachteilig, als Unregelmäßigkeiten ihrer Materialkonstanten auftreten und der Frequenzbereich beschränkt ist. Dünne piezoelektrische Filme haben den Nachteil, daß Schwierigkeiten auftreten, ihre Dicke genau zu steuern.

Obwohl jedes der oben genannten Materialien seine Nachteile hat, wird trotzdem den dünnen piezoelektrischen Filmen die beste Brauchbarkeit zugesprochen, jedenfalls was die Kosten, Kennwerttreue und verfügbaren Frequenzumfang betrifft Dünne piezoelektrische Filme können nicht nur aus Zinkoxid, sondern auch aus Kadmiumsulfat oder dergleichen gebildet werden. Jedoch wird Zinkoxid wegen seiner sicheren Hafteigenschaften und seines Kopplungsfaktors als bestgeeignet angesehen.

Bei dünne piezoelektrische Filme aus Zinkoxid verwendenden Bauelementen zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen ist es üblich, daß ein solcher dünner Film auf einem Träger aus Isoliermaterial, z. B. Glas, aufgebracht ist und Kammelektroden trägt Der dünne piezoelektrische Film wird auf der Glasunterlage durch Niederschlagen von Zinkoxid aus der Dampfphase erzeugt Es gibt verschiedene durchführbare Verfahren zur Erzeugung eines dünnen Films aus Zinkoxid aus der Dampfphase. Am häufigsten verwendet man ein Zerstäubungsverfahren.

Unter verschiedenen Arten von Zerstäubungsverfahren, die bisher vorgeschlagen wurden, gibt es das Gleichstrom-Zerstäubungsverfahren, bei dem Argon und Sauerstoff in eine unter Hochvakuum gebrachte Glocke eingeleitet werden. Argon und Sauerstoff dienen hierbei als inertes Gas bzw. aktives Gas. Eine Anode mit einer Unterlage aus isolierendem Material, z. B. Glas, darauf ist vorgesehen. Ebenso ist eine Kathode vorgesehen, an der eine Auftrefffläche aus Zink befestigt ist. In solch einem Verfahren wird ein elektrisches Gleichspannungsfeld zwischen Anode und Kathode angelegt, wodurch eine Plasmaentladung erzeugt wird, die das Argongas unter Bildung von Ar⁺ ionisiert. Letzteres wiederum läßt man auf die Kathode auf treffen. Das Aufschlagen auf die Kathode hat eine Zerstäubungswirkung zur Folge, durch die Zinkmoleküle herausgeschlagen werden, so daß sie in die Glocke gelangen. Solche Zinkmoleküle reagieren mit dem in der Plasmaentladung aktivierten Sauerstoff, so daß Zinkoxid erzeugt wird. Dieses wiederum schlägt sich haftend auf der Unterlage der Anode ab, wodurch ein Kristall aufwächst.

Damit das Bauelemente zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen einen ausreichenden Wandler-Wirkungsgrad hat, ist es notwendig, den elektrisch-mechanischen Kopplungsfaktor des hierbei verwendeten dünnen Films aus Zinkoxid ausreichend anzuheben. Für ein Bauelement zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen, das als 58 MHz-Videofrequenzfilter in einem Farbfernsehempfänger Verwendung finden soll, sollte die Filmdicke z. B. etwa 20 μιτι betragen, damit der elektrisch-mechanische Kopplungsfaktor entsprechend angehoben und damit die Einfügungsdämpfung entsprechend abgesenkt wird.
Wenn dünne Filme aus Zinkoxid mit einer Dicke von 20 μηι aus der Dampfphase auf einer Glasunterlage niedergeschlagen wurden, kam es jedoch vor, daß die Glasunterlage beschädigt wurde. Darüber hinaus kam es auch vor, daß der dünne Film aus Zinkoxid sich von der Glasunterlage abschälte, statt letztere zu zerbrechen.

Beide Möglichkeiten waren gegeben, je nachdem, wie der Sauerstoffdruck während der Herstellungsschritte beim Zerstäuben verändert wurde.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen piezoelekfrischen Films der eingangs genannten Art weiterzubilden, dessen Ergebnis ein verbesserter dünner piezoelektrischer Film ist, indem dieser weder das Trägermaterial beschädigt, noch sich von diesem abschält, und zwar

selbst bei Filmdicken von 20 μίτι und mehr.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Als Vorteil eines solchen Verfahrens hat sich herausgestellt, daß der hierdurch erzeugte dünne piezoelektrische Film aus Zinkoxid einen verbesserten elektrischmechanischen Kopplungsfaktor aufweist Die angestrebten Eigenschaften des erzeugten dünnen Films hängen auch weniger kritisch von der genauen Einhaltung eines bestimmten Sauerstoffpartialdrucks beim Zerstäuben ab.

Weitere Eigenschaften der Erfindung sowie die dadurch erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert sind. Es zeigt

F i g. 1 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Anteil an Beryllium und dem Ausmaß, in dem das Glas eine Verwerfung erfährt,

F i g. 2 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Anteil an Beryllium und der Einfügungsdämpfung.

Der Grund für die oben erwähnten Schwierigkeiten kann in der Kristallstruktur des dünnen Films aus Zinkoxid gesehen werden. Im Zinkoxid sind Sauerstoff und Zink durch eine kovalente Bindung (ll-VI-Bindung) mit stark ionischem Einschlag gebunden. Die Kristallstruktur gehört zum hexagonalen System. Dies bedeutei, daß Zink- und Sauerstoff-Gitterflächen senkrecht zur C-Achse liegen und abwechselnd entlang der C-Achse angeordnet sind, so daß sie eine Wurtz-Anordnung bilden. Deshalb sind Zink und Sauerstoff in abwechselnden Ebenen entlang einer gemeinsamen Geraden, die senkrecht zur C-Achse liegt, angeordnet. Wenn ein dünner Film aus Zinkoxid durch einen Zerstäubungsvorgang gebildet wird, wird ein Kristall mit säulenförmigem Aufbau in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Glasunterlage aufwachsen. Diese Richtung des Aufwachsens fällt mit der C-Achse zusammen.

Ein Vergleich der Sauerstoffebenen und der Zinkebenen im Kristall deutet an, daß der Abstand zwischen Sauerstoffebenen größer als der zwischen Zinkebenen ist. Dies hat zur Folge, daß beim Aufbau des dünnen Films aus Zinkoxid die Ebenen aus Sauerstoff und die Ebenen aus Zink eine Abweichung erfahren, was ihre gegenseitige Lagezuordnung betrifft. Man kann annehmen, daß eine solche Abweichung Anlaß dazu ist, daß Sauerstoff der Zerstäubungsatmosphäre in den Zinkoxid-Kristall eingelagert wird, wodurch die Kristallstruktur verschlechtert wird. Mit anderen Worten werden die obenerwähnten Anordnungen von Zink und Sauerstoff durch die Tatsache gestört, daß überschüssige Sauerstoffmoleküle zum Eintritt in den Kristall veranlaßt werden. Dies hat einen nachteiligen Einfluß auf die Kristallwachsrichtung, das heißt auf die Orientierung der C-Achse. Deshalb wird die Kristallwachsrichtung schräg und unregelmäßig, in bezug auf die Oberfläche der Glasunterlage, statt daß sie hierzu senkrecht liegt. Untersuchungen der gebrochenen Glasunterlagen haben gezeigt, daß bei einigen dieser Glasunterlagen die Kristallwachstumsrichtung unregelmäßig geworden war. und daß die Unterlagen gerade an den Stellen gebrochen waren, wo das Kristallwachstum unregelmäßig war.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Kristallstruktur nachteilig veräEdert wird, wenn eine Verzerrung im Zinkoxid-Kristall auftritt, so daß innere Spannungen auftreten und sich auf das Glas übertragen, wodurch letzteres zerbrochen wird, können die bisher aufgetretenen Probleme am besten erläutert werden. Wenn die Dicke des dünnen Films aus Zinkoxid etwa 5 μπι beträgt ist die aus der inneren Spannung sich ergebende Kraft so niedrig, daß keine ausreichend große Verzerrung auftritt die die Unterlage zum Bruch veranlassen könnte. Beträgt dagegen die Dicke etwa 20 μπι. so bildet sich die innere Spannung soweit aus, daß die Glasunterlage ihr nicht mehr widerstehen kann. Tatsächlich wurde beobachtet, daß Glasunterlagen, auf denen ein dünner Film aus Zinkoxid aus der Dampfphase niedergeschlagen wurde, eine Verwerfung erlitten. Die oben erwähnte Spannung hat die Neigung, sich an den Stellen zu konzentrieren, an denen die Kristallstruktur verschlechtert ist Damit sind die Glasunterlagen insbesondere zum Bruch an diesen Stellen geneigt

Glasunterlagen mit einer Dicke zwischen 0,5 und 0,75 mm werden häufig verwendet. Glasunterlagen sollten jedoch so dünn wie möglich sein, da eine lediglich zum Zwecke der besseren mechanischen Stärke gewählte höhere Glasdicke nicht nur die Ausmaße des Bauelements vergrößert, sondern auch Bearbeitungsschwierigkeiten, z. B. beim Schneiden, mit sich bringt. Überdies ist es erwünscht, daß die innere Spannung, die im dünnen Film aus Zinkoxid entstehen will, mittels Maßnahmen an der Kristallstruktur selbst verringert wird.

Beim Versuch der Vermeidung innerer Spannungen, wie sie oben erwähnt wurden, durch Verringerung der Sauerstoffmenge in der Zerstäubungsatmosphäre wird die Haftfähigkeit des dünnen Films aus Zinkoxid an der Glasunterlage geschwächt, so daß der dünne Film dazu neigt, sich von der Glasunterlage abzuschälen. In einem solchen Fall wurde gefunden, daß der Kristall des dünnen Films aus Zinkoxid die Neigung hat, sich zu spalten, so daß der Zusammenhalt in Richtung der C-Achse geschwächt ist. Man kann annehmen, daß der Grund hierfür der ist, daß Zinkmoleküle in den dünnen Film aus Zinkoxid eingelagert werden. Wenn der Anteil von im dünnen Film von Zinkoxid eingelagertem Zink übermäßig groß wird, wird der Widerstand des dünnen Films von Zinkoxid herabgesetzt. Damit werden leicht die piezoelektrischen Eigenschaften des dünnen Films verschlechtert.

Durch Änderung der Bedingungen beim Zerstäuben wird die Kristallstruktur des dünnen Films aus Zinkoxid,

so den man auf der Glasunterlage aufwachsen läßt, etwas geändert. Um jedoch eine verbesserte Produktivität unter gleichzeitiger Sicherung der Kennwerte zu erreichen, die den dünnen Film aus Zinkoxid bei Verwendung als Bauelement zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen geeignet machen, sollte der Aufbau des dünnen Films selbst geändert werden. Dies geschieht nun durch den Einbau einer weiteren Substanz oder weiterer Substanzen in den dünnen Film.

Vorliegende Erfindung zeigt auf, daß als Einlagerungsstoffe Erdalkalimetalle besonders gut geeignet sind. Wie bekannt gehören zu den Erdalkalimetallen Kalzium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra), Beryllium (Be) und Magnesium (Mg). Jedes dieser Metahe ist in elektrischer Sicht zweiwertig und vereinigt sich deshalb direkt mit Sauerstoff unter Bildung eines Oxids. Zink ist in elektrischer Sicht ebenfalls zweiwertig. Deshalb kann ein Erdalkalimetall im Kristall von Zinkoxid Zink ersetzen und in diesem Kristall eine Feststoff-

lösung bilden.

Um einem Erdalkalimetall zu ermöglichen, im Austausch für Zink in einem dünnen Film von Zinkoxid eine Feststofflösung einzugehen, wird Zink wie bei einem Zerstäubungsvorgang von einer Kathode zerstäubt, während zur gleichen Zeit das Erdalkalimetall zerstäubt wird, um auf der Unterlage an einer Anode abgeschieden zu werden. Hierzu kann die Kathode entweder mit einer aus einer Legierung von Zink und Erdalkalimetall bestehenden Auftrefffläche oder mit besonderen Auftreffflächen versehen sein, die aus Zink bzw. Erdalkalimetall bestehen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß ein dünner Film aus Zinkoxid gewünschter Zusammensetzung auch mittels eines einfachen Zerstäubungsvor-

anderen Worten kann man annehmen, daß bei dem vorliegenden dünnen Film das Erdalkalimetall darin in solcher Form vorliegt, daß es den Unterschied zwischen dem Ebenenabstand des Sauerstoffs und dem Ebenenabstand des Zinks kompensiert und damit die Kristallstruktur des dünnen Films aus Zinkoxid so steuert, daß die erwähnte Differenz ein bestimmtes Ausmaß nicht überschreitet.

Der lonenradius ist von Element zu Element verschieden, was auch für Erdalkalimetalle gilt. Deshalb sind auch die im Zinkoxid unterzubringenden Anteile an Erdalkalimetall von Element zu Element verschieden. Gemäß vorliegender Erfindung wird jedoch angenommen, daß Erdalkalimetalle an die Stelle des Zinks treten

gangs erzeugbar ist, bei dem das Erdalkalimetall ledig- 15 und eine Feststofflösung eingehen, so daß trotz der un-

lich in einer Aussparung oder in Aussparungen eingebettet ist, die in der Auftrefffläche aus Zink vorgesehen sind.

Nach dem Einsetzen der Plasmaentladung wird durch letztere das Argongas ionisiert. Die sich ergebenen Ionen stoßen mit der Auftrefffläche der Kathode zusammen. Folglich werden das Zink und das Erdalkalimetall durch die Zerstäubungswirkung herausgeschlagen und gelangen in die Vakuumglocke. Das hierdurch herausgeschlagene Zink und das Erdalkalimetall können sich mit Sauerstoff verbinden und auf der Unterlage niederschlagen. Dies hat das Wachstum eines Kristalls zur Folge. In einem solchen Fall wählt man die Menge des Erdalkalimetalls klein im Vergleich zur Menge des Zinks. Deshalb wird der auf der Glasunterlage durch den Zerstäubungsvorgang niedergeschlagene Film im wesentlichen aus Zinkoxid bestehen, mit der Ausnahme, daß Erdalkalimetall für einen Teil der Zinkmoleküle im dünnen Film eintritt und eine Feststofflösung mit die-

terschiedlichen Ionenradien der verschiedenen Elemente alle Erdalkalimetalle das Wachstum des dünnen Films aus Zinkoxid in einer Richtung senkrecht zur C-Achse veranlassen und dadurch eine geneigte Richtung vermeiden.

Auch die Untersuchung des Werfens der Glasunterlagen bestätigte, daß die gemäß vorliegender Erfindung erzeugten dünnen Filme aus Zinkoxid eine verbesserte Kristallstruktur haben, in der die früher erwähnte innere Spannung herabgesetzt ist. Es wurde auch beobachtet, daß ein solches Werfen um so geringer wurde, wie die Menge des zugesetzten Berylliums vergrößert wurde, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist.

Zinkoxid ist ein piezoelektrisches Material, das eine 11-VI-Verbindung darstellt. Eine Verbesserung der piezoelektrischen Eigenschaften einer piezoelektrischen Substanz bedeutet, daß deren Widerstand hoch ist. Als Ersatz für einen Teil des Zinks in einem dünnen Film aus Zinkoxid nimmt das Erdalkalimetall die gleiche Form

sem eingeht. Folglich enthält der so erzeugte dünne 35 der Bindung wie das Zink an, da das Erdalkalimetall Film aus Zinkoxid einen kleinen Anteil an Erdalkalime- zweiwertig ist wie das Zink. Deshalb werden die piezo^ta"· elektrischen Eigenschaften des dünnen Films auch nicht

verschlechtert. Dies bedeutet, daß ein solcher Ersatz weder die Erzeugung freier Elektronen, noch die Erzeubedeutet, daß das sich ergebende Oxid eine starke lo- 40 gung von Löchern zur Folge hat, so daß der hohe Winenbindung als sogenannte II-VI-Verbindung aufweist. derstand aufrecht erhalten werden kann. Vielmehr kann

Jedes der Erdalkalimetalle ist wie Zink zweiwertig und verbindet sich deshalb stark mit Sauerstoff. Dies

Das als Ersatz für einen Teil des Zinks im dünnen Film aus Zinkoxid eingelagerte und darin als Festsiofflösung vorliegende Erdalkalimetall hat deshalb den gleichen Bindungszustand wie das Zink.

Wenn beim Aufwachsen eines dünnen Films aus Zinkoxid auf einer Glasunterlage ein Erdalkalimetall gleichzeitig mit Zink zerstäubt wurde, trat niemals ein Bruch der Glasunterlage aufgrund der Bildung des dünnen

man sogar annehmen, daß der Widerstand erhöht wird, da der Anieii überschüssiger Sauerstoffmoieküie im dünnen Fiim aus Zinkoxid herabgesetzt ist.
45 Es hat sich auch bestätigt, daß die nachstehenden Verbesserungen der piezoelektrischen Eigenschaften gemäß vorliegender Erfindung erzielbar sind. Gute piezoelektrische Eigenschaften eines piezoelektrischen Stoffes sind gleichbedeutend damit, daß der elektrisch-me-Films auf, und zwar selbst dann nicht, wenn ein solcher 50 chanische Kopplungsfaktor oder Wandler-Wirkungs-Film eine Dicke von 20 μπι aufwies. Der Grund hierfür grad hoch ist Dies wirkt sich so aus, daß ein Bbauelekann darin gesehen werden, daß der im dünnen Film aus ment zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen, bei Zinkoxid auftretende innere Spannungszustand als FoI- dem ein solches piezoelektrisches Material verwendet ge des Ersatzes eines Teils des Zinks durch ein in Fest- wird, eine geringe Einfügungsdämpfung als Kennwert Stofflösung vorliegendes Erdalkalimetall, das zusammen 55 dieses Elements aufweist Bei einem Bauelement zur mit dem Zink zerstäubt wurde, herabgesetzt wird. Tat- Erzeugung elastischer Oberflächenwellen mit Zinkoxid, sächlich ist die Kristallstruktur eines dünnen Films aus das durch Zufügung von 3% Kalzium zur Auftrefffläche Zinkoxid, der Erdalkalimetall enthält und durch Zer- aus Zink im Zerstäubungsverfahren gebildet wurde, war stäuben des Erdalkalimetalls zusammen mit Zink ent- die Einfügungsdämpfung von 35 dB auf 29 dB herabgestanden ist bisher nicht bekannt Derzeit ist lediglich 60 setzt Außerdem wurde durch Zusatz yon 6% Beryllium vorstellbar, daß bei einem dünnen Film aus Zinkoxid die Einfügungsdämpfung um 4 dB herabgesetzt, nämlich nach herkömmlicher Art der darin im Oberschuß vor- von 35 dB auf 31 dB, wie aus Fi g. 2 ersichtlich ist Es ist handene Sauerstoff sich so auswirkte, daß die Anord- besonders hervorzuheben, daß gemäß vorliegender Ernung von Zink und Sauerstoff in Unordnung geriet findung die piezoelektrischen Eigenschaften eines dünwährend bei dem nach vorliegender Erfindung erzeug- 65,nen Films aus Zinkoxid nicht nur vor einer Verschlechten dünnen Film aus Zinkoxid der Anteil des Sauerstoffs terung bewahrt, sondern sogar verbessert werden. Alsoweit verringert ist, daß die Bildung einer normalen lerdings ist es erwünscht, daß die Menge des zugesetz- Zink-Sauerstoff-Anordnung vor sich gehen kann. Mit ten Erdalkalimetalls nicht größer als nöjtig gewählt wird,

da das Oxid des Erdalkalimetalls im Vergleich zum Zinkoxid schlechtere piezoelektrische Eigenschaften hat.

Wenn die piezoelektrischen Eigenschaften eines dünnen Films aus Zinkoxid verbessert werden können, bedeutet dies, daß dessen Dicke herabgesetzt werden kann, so daß sich auch die Zeit verringert, die zur Herstellung eines solchen dünnen Films notwendig ist.

Das Ergebnis von Versuchen mit Zusätzen von Kalzium und Beryllium zeigt, daß vorliegende Erfindung ausreichend wirksam ist, so, daß eine feste Haftung des dünnen Films aus Zinkoxid auf der Glasunterlage erzielbar ist.

Obwohl die Kristallstruktur eines dünnen Films aus Zinkoxid, der Erdalkalimetall enthält, noch nicht vollständig aufgeklärt ist, kann man annehmen, daß der lonenradius des fraglichen Elements und die Kristallstruktur des dünnen Films aus Zinkoxid, der ein solches Element enthält, in Beziehung zueinander stehen, und daß deshalb die die bestmögliche Wirkung hervorrufende Zusatzmenge von einem Element zum andern unterschiedlich ist. Durch Versuche wurde gefunden, daß ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielbar ist, wenn der Anteil sich im Bereich einiger Prozente bewegt.

Es wurde gefunden, daß die Geschwindigkeit der elastischen Oberflächenwellen je nach Menge des zugesetzten Erdalkalimetalls veränderbar ist, wobei zugrunde gelegt ist, daß der gemäß vorliegender Erfindung erzeugte dünne Film aus Zinkoxid bei einem Bauelement zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen Verwendung findet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Oberflächenwellen betrug 2590 m/s, wenn kein Zusatz vorgenommen wurde. Wenn jedoch Beryllium zugesetzt wurde, steig die Ausbreitungsgeschwindigkeit linear mit der Menge des zugesetzten Berylliums, und zwar auf 2615 m/s bei 2% Berylliumzusatz und 2640 m/s bei 4% Berylliumzusatz usw. Die berechnete Mittenfrequenz zwischen den Elektroden wurden beim vorhergehend erwähnten Beispiel mit Kalzium um 0,8 MHz, und beim Beispiel mit Beryllium um 0,7 MHz heraufgesetzt.

Wenn man sich die besprochenen Erscheinungen zu Nutze macht, ist es möglich, durch die Wahl des zugesetzten Stoffes und durch seine Menge die Frequenzkennwerte zu steuern. Wenn ein Bauelement zur Erzeugung elastischer Oberflächenwellen unter Verwendung eines dünnen Films aus Zinkoxid gemäß der Erfindung bei besonders hoher Frequenz betrieben werden soll, läßt sich der Elektrodenabstand groß halten, was einen Vorteil beim Entwurf und bei der Herstellung der Elektroden für ein solches Element bedeutet.

Dünne Filme aus Zinkoxid, die gemäß der Erfindung hergestellt sind, sind auch chemisch sehr stabil und unterliegen keiner Verschlechterung durch Altern. Deshalb sind mit solchen dünnen Filmen hoch verläßliche Elemente erzielbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines dünnen piezoelektrischen Films aus Zinkoxid auf einem Trägermaterial durch gleichzeitige Kathodenzerstäubung von Zink und eines weiteren Materials in einer oxidierenden Atmosphäre, zur Verwendung für Oberflächenwellen-Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zink gemeinsam ein Erdalkali-Metall unter Bildung eines das Erdalkali-Metall enthaltenden Zinkoxid-Films zerstäubt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits aus Zink und andererseits aus Erdalkali-Metall bestehende, getrennte Kathodenflächen gemeinsam zerstäubt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus mit Erdalkali-Metall vermengtem Zink bestehende Kathodenfläche zerstäubt wird.

4. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß als Erdalkali-Metall Beryllium verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus mit zehn Atom-Prozent oder weniger Beryllium vermengtem Zink bestehende Kathodenfläche zerstäubt wird.