JP2009054934A - 圧電体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の圧電体素子は、基板1と、その基板1の上に形成した下部電極層2と、その下部電極層2の上に液相成長法により形成した圧電体層3と、その圧電体層3の上に形成した上部電極層4とを有する。圧電体層3をチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とするペロブスカイト型酸化物強誘電体材料とし、ジルコンとチタンのモル比を(54/46)<(Zr/Ti)<(57/43)とすることによって、優れた圧電特性を有する。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の圧電体素子は、基板と、前記基板の上に形成された下部電極層と、前記下部電極層の上に形成された圧電体層と、前記圧電体層の上に形成された上部電極層とを備えた圧電体素子であって、前記下部電極層がニッケル酸ランタンを主成分とする導電性酸化物からなり、前記圧電体層が液相成長法により形成された、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とするペロブスカイト型酸化物強誘電体材料からなり、ジルコンとチタンのモル比が(54/46)<(Zr/Ti)<(57/43)であることを特徴とする。
(tp/te)<2の範囲において、(Zr/Ti)=(56/44)、
(tp/te)≧2の範囲において、(Zr/Ti)=(55/45)、とすることができる。
図1は、実施の形態に係る圧電体素子の構造の一例を示す模式断面図である。圧電体素子は、基板1と、この基板1の上に形成された下部電極層2と、この下部電極層2の上に液相成長法により形成された圧電体層3と、この圧電体層3の上に形成された上部電極層4とから構成されている。
まず、所定の形状のシリコン基板1を準備した。
次に、以下の手順により、シリコン基板1の上にLNOを主成分とする下部電極層2を形成する。シリコン基板1の上にLNO前駆体溶液をスピンコート法により塗布した。スピンコートの条件としては、回転数3500rpmで30秒とした。
下部電極層2の上に、圧電体層3を形成するためのPZT前駆体溶液をスピンコート法により塗布した。このPZT前駆体溶液の調製方法を以下に示す。この溶液に用いるエタノールは、含有水分による金属アルコキシドの加水分解を防止するため、予め脱水処理を行った無水エタノールを用いた。
圧電体層3の上にイオンビーム蒸着法により、Auからなる上部電極層4を形成する。上部電極層4の形成方法については、イオンビーム蒸着法に限るものではなく、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法等を用いても良い。
Rs>0.5GPaの範囲において、(Zr/Ti)=(56/44)とすることによって、より圧電特性に優れた圧電薄膜を実現していることが分かった。このような構成の圧電薄膜からなる圧電体素子は、誘電率を高くしかつ残留分極を大きくすることができるため、各種センサまたは強誘電体メモリーなどの用途に適している。
2 下部電極層
3 圧電体層
4 上部電極層
Claims (4)
- 基板と、前記基板の上に形成された下部電極層と、前記下部電極層の上に形成された圧電体層と、前記圧電体層の上に形成された上部電極層とを備えた圧電体素子であって、
前記下部電極層がニッケル酸ランタンを主成分とする導電性酸化物からなり
前記圧電体層が液相成長法により形成された、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とするペロブスカイト型酸化物強誘電体材料からなり、ジルコンとチタンのモル比が(54/46)<(Zr/Ti)<(57/43)である圧電体素子。 - 前記導電性酸化物が、液相成長法により形成された、ニッケル酸ランタンを主成分とする擬立方晶系の(100)面に優先配向したペロブスカイト型酸化物である請求項1に記載の圧電体素子。
- 前記下部電極層の厚みが100〜500nmである請求項2に記載の圧電体素子。
- 前記圧電体層の厚みをtpとし、前記下部電極層の厚みをteとしたとき、
(tp/te)<2の範囲において、(Zr/Ti)=(56/44)であり、
(tp/te)≧2の範囲において、(Zr/Ti)=(55/45)である請求項1に記載の圧電体素子。
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