JP2017117981A - Piezoelectric element, piezoelectric module, electronic device, and method of manufacturing piezoelectric element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子、圧電モジュール、電子機器、及び圧電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a piezoelectric element, a piezoelectric module, an electronic device, and a method for manufacturing a piezoelectric element.
従来、圧電体の圧電効果に基づいて超音波を送受信可能に構成される超音波トランスデューサーが知られている(例えば特許文献1)。
特許文献1に記載の超音波トランスデューサーは、開口が形成されたシリコン基板と、シリコン基板に設けられ開口を閉塞する振動板と、振動板上に設けられた圧電素子と、を備え、これらのうち圧電素子は、下部電極、圧電体、上部電極が、振動板上に順に積層され構成される。このように構成された超音波トランスデューサーは、振動板の平面寸法や厚み寸法に応じた共振周波数を有する。
Conventionally, an ultrasonic transducer configured to be able to transmit and receive ultrasonic waves based on the piezoelectric effect of a piezoelectric body is known (for example, Patent Document 1).
The ultrasonic transducer described in
ところで、高精度の超音波測定を実施するために、より高い周波数の超音波を送受信可能な超音波トランスデューサーを用いることが考えられる。上述の振動板上に圧電素子が設けられた超音波トランスデューサーの高周波化を実現するためには、例えば、厚み方向から見た振動板の振動領域の寸法(面積)を小さくすることが考えられる。このためには、開口の面積を小さくする必要があり、容易ではない上、限界がある。
また、振動板を厚くして剛性を大きくすることが考えられる。この場合、超音波トランスデューサーの送信出力及び受信感度を向上させるには、高い圧電性能を示す圧電体を用いる必要があり、高い配向性を有する圧電体を下部電極上に形成することが望ましい。
By the way, in order to carry out highly accurate ultrasonic measurement, it is conceivable to use an ultrasonic transducer capable of transmitting and receiving higher frequency ultrasonic waves. In order to realize high frequency of the ultrasonic transducer in which the piezoelectric element is provided on the above-described diaphragm, for example, it is conceivable to reduce the size (area) of the vibration region of the diaphragm as viewed from the thickness direction. . For this purpose, it is necessary to reduce the area of the opening, which is not easy and has limitations.
It is also conceivable to increase the rigidity by increasing the thickness of the diaphragm. In this case, in order to improve the transmission output and reception sensitivity of the ultrasonic transducer, it is necessary to use a piezoelectric body having high piezoelectric performance, and it is desirable to form a piezoelectric body having high orientation on the lower electrode.
しかしながら、圧電体を振動板上に形成する際に、圧電体の配向性は、下地となる振動板の表面性状の影響を受ける。このため、振動板の厚み寸法を大きくしつつ、高い配向性を有する圧電体を形成することは容易ではない。
例えば、シリコン基板上に振動板を形成し、この振動板上に圧電素子を形成する場合、振動板は、エッチングによりシリコン基板に開口を形成する際のエッチングストッパー層や、圧電素子を構成する金属材料や圧電体材料に含まれる成分に対して高い耐性を有する材料を用いて形成されたバリア層を含み構成される。このバリア層は、例えば、ZrO2等のスパッター膜として形成される。しかしながら、スパッター膜の厚みを増大させるには限界がある上、成膜時間が増大して製造効率性が悪化する。また、厚いスパッター膜を形成できたとしても、所望の表面性状を有する膜を形成することが困難である。このため、バリア層を下地として圧電素子を形成しても圧電体の配向性が低下するおそれがあり、圧電性能の向上には限界がある。
以上のように、圧電素子の駆動周波数の高周波化は容易ではなく、超音波トランスデューサーにて送受信される超音波の高周波化は容易ではなかった。
However, when the piezoelectric body is formed on the diaphragm, the orientation of the piezoelectric body is affected by the surface properties of the diaphragm serving as a base. For this reason, it is not easy to form a piezoelectric body having high orientation while increasing the thickness dimension of the diaphragm.
For example, when a diaphragm is formed on a silicon substrate and a piezoelectric element is formed on the diaphragm, the diaphragm is an etching stopper layer used when forming an opening in the silicon substrate by etching, or a metal constituting the piezoelectric element. It includes a barrier layer formed using a material having high resistance to the components contained in the material and the piezoelectric material. This barrier layer is formed, for example, as a sputtered film such as ZrO 2 . However, there is a limit to increasing the thickness of the sputtered film, and the film formation time is increased and the manufacturing efficiency is deteriorated. Further, even if a thick sputtered film can be formed, it is difficult to form a film having a desired surface property. For this reason, even if the piezoelectric element is formed with the barrier layer as a base, the orientation of the piezoelectric body may be lowered, and there is a limit to improving the piezoelectric performance.
As described above, it is not easy to increase the driving frequency of the piezoelectric element, and it is not easy to increase the frequency of ultrasonic waves transmitted and received by the ultrasonic transducer.
本発明は、駆動周波数の高周波化が可能な圧電素子、圧電モジュール、電子機器、及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a piezoelectric element, a piezoelectric module, an electronic device, and a method for manufacturing the piezoelectric element that can increase the driving frequency.
本発明の一適用例に係る圧電素子は、支持膜と、前記支持膜上に設けられた絶縁性を有する単結晶の基板と、前記基板上に設けられた下部金属電極と、前記下部金属電極上に設けられた圧電体と、前記圧電体上に設けられた上部金属電極と、を備え、前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じであることを特徴とする。 A piezoelectric element according to an application example of the present invention includes a support film, an insulating single crystal substrate provided on the support film, a lower metal electrode provided on the substrate, and the lower metal electrode. And a top metal electrode provided on the piezoelectric body, wherein the crystal plane orientation of the substrate is the same as the crystal plane orientation of the piezoelectric body.
本適用例では、圧電素子は、支持膜上に設けられた絶縁性を有する単結晶の基板と、基板上に順に積層された下部金属電極、圧電体、及び上部金属電極と、を含み構成される。そして、基板と圧電体とは、結晶面方位が同じである。
この圧電素子は、例えば、所望の結晶面方位を有する単結晶の基板を支持膜上に設けた後に、当該基板上にスパッター法により下部金属電極を形成し、当該下部金属電極上に圧電体を例えばゾルゲル法により形成し、その後、圧電体上に上部金属電極を形成することにより製造することができる。このため、本適用例の圧電素子では、圧電体及び下部金属電極の結晶面方位を、下地となる基板の結晶面方位と同じとすることができる。したがって、基板の結晶面方位を適宜設定することにより、所望の結晶面方位、すなわち所望の方向の分極軸を有する圧電体を形成することができる。
したがって、支持膜及び基板を振動板とする本適用例の圧電素子では、振動板の厚み寸法を大きくしつつ、圧電体の圧電性能を向上させることができ、駆動周波数の高周波化を図ることができる。また、本適用例の圧電素子を超音波トランスデューサーとして用いることにより、送受信される超音波の高周波化を図ることができる。
また、上述のように基板の厚みを調整することにより、振動板の共鳴周波数を調整することができ、これにより、圧電素子の駆動周波数や、送受信する超音波の周波数を所望値とすることも容易である。
In this application example, the piezoelectric element includes an insulating single crystal substrate provided on the support film, and a lower metal electrode, a piezoelectric body, and an upper metal electrode that are sequentially stacked on the substrate. The The substrate and the piezoelectric body have the same crystal plane orientation.
In this piezoelectric element, for example, after a single crystal substrate having a desired crystal plane orientation is provided on a support film, a lower metal electrode is formed on the substrate by a sputtering method, and a piezoelectric body is formed on the lower metal electrode. For example, it can be manufactured by forming by a sol-gel method and then forming an upper metal electrode on the piezoelectric body. For this reason, in the piezoelectric element of this application example, the crystal plane orientations of the piezoelectric body and the lower metal electrode can be made the same as the crystal plane orientation of the base substrate. Therefore, a piezoelectric body having a desired crystal plane orientation, that is, a polarization axis in a desired direction, can be formed by appropriately setting the crystal plane orientation of the substrate.
Therefore, in the piezoelectric element of this application example in which the support film and the substrate are the diaphragm, the piezoelectric performance of the piezoelectric body can be improved while increasing the thickness dimension of the diaphragm, and the drive frequency can be increased. it can. Further, by using the piezoelectric element of this application example as an ultrasonic transducer, it is possible to increase the frequency of ultrasonic waves transmitted and received.
In addition, by adjusting the thickness of the substrate as described above, the resonance frequency of the diaphragm can be adjusted, and thereby the drive frequency of the piezoelectric element and the frequency of ultrasonic waves to be transmitted and received can be set to desired values. Easy.
本適用例の圧電素子において、前記基板は、前記圧電体と略同じ格子定数を有する金属酸化物の単結晶であることが好ましい。
本適用例では、基板は、圧電体と略同じ格子定数を有する金属酸化物の単結晶であるため、厚み方向に直交する平面方向における圧電体の均一性を向上させることができる。したがって、圧電体の圧電性能をより確実に向上させることができる。
なお、本適用例において、格子定数が略同じとは、基板の格子定数が、圧電体の格子定数と同じであること以外にも、圧電体の平面方向の均一性が所望値となる範囲であれば、基板と圧電体との各格子定数が僅かに異なることも含む。
In the piezoelectric element of this application example, the substrate is preferably a metal oxide single crystal having substantially the same lattice constant as the piezoelectric body.
In this application example, since the substrate is a metal oxide single crystal having substantially the same lattice constant as that of the piezoelectric body, the uniformity of the piezoelectric body in the plane direction orthogonal to the thickness direction can be improved. Therefore, the piezoelectric performance of the piezoelectric body can be improved more reliably.
In this application example, the lattice constant is substantially the same as that in which the lattice constant of the substrate is the same as that of the piezoelectric body, in addition to the lattice constant of the substrate being the same. If present, it includes that the lattice constants of the substrate and the piezoelectric body are slightly different.
本適用例の圧電素子において、前記基板は、MgO、LaAlO3、LaNiO3、SrNiO3、SrTiO3、ZrO2のいずれか一つを主成分とする単結晶であることが好ましい。
本適用例では、基板として、上記金属酸化物のいずれかの単結晶を用いる。これら金属酸化物は、耐熱性に優れており例えば700℃以上の加熱処理を実施することができる。このため、例えば、下部電極、圧電体、及び上部電極の製造過程において加熱処理を実施した際に基板の劣化を抑制することができ、所望の特性の圧電素子をより確実に得ることができる。
また、上記金属酸化物は、格子定数がPZT(Pb(Zr,Ti)O3)と略同じであるため、圧電体としてPZTを採用した場合に、PZTの結晶面方位をより確実に所望の配向とすることができ、圧電性能の向上を図ることができる。
In the piezoelectric element of this application example, it is preferable that the substrate is a single crystal mainly containing any one of MgO, LaAlO 3 , LaNiO 3 , SrNiO 3 , SrTiO 3 , and ZrO 2 .
In this application example, any single crystal of the above metal oxide is used as the substrate. These metal oxides are excellent in heat resistance and can be subjected to heat treatment at 700 ° C. or higher, for example. For this reason, for example, when heat treatment is performed in the manufacturing process of the lower electrode, the piezoelectric body, and the upper electrode, deterioration of the substrate can be suppressed, and a piezoelectric element having desired characteristics can be obtained more reliably.
Further, since the metal oxide has a lattice constant substantially the same as that of PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), when PZT is adopted as the piezoelectric body, the crystal plane orientation of PZT can be more reliably set to a desired value. The orientation can be achieved, and the piezoelectric performance can be improved.
本適用例の圧電素子において、前記基板の結晶面方位が(100)又は(111)であることが好ましい。
本適用例では、基板及び圧電体の結晶面方位が(100)又は(111)である。例えば、圧電体の分極軸が[111]方向の圧電体材料の場合は結晶面方位(100)を配向させ、圧電体の分極軸が[001]方向の圧電体材料の場合は結晶面方位(111)を配向させるドメインエンジニアリングにより、圧電性能を向上させることができる。
In the piezoelectric element of this application example, it is preferable that the crystal plane orientation of the substrate is (100) or (111).
In this application example, the crystal plane orientation of the substrate and the piezoelectric body is (100) or (111). For example, the crystal plane orientation (100) is oriented when the piezoelectric material has a polarization axis of [111] direction, and the crystal plane orientation (100) when the piezoelectric material has a polarization axis of [001] direction. The piezoelectric performance can be improved by domain engineering that orients 111).
本適用例の圧電素子において、前記下部金属電極は、Pt、Ir、SrRuO3、Nb:SrTiO3、LaNiO3の少なくとも一つを主成分とすることが好ましい。
本適用例では、下部電極が上記材料の少なくとも一つを主成分とする。これら電極材料は、酸素に対する反応性が低い。このため、例えば、各種金属酸化物を用いて圧電体を形成した場合に、圧電体からの酸素抜けを好適に抑制することができる。したがって、酸素抜けによる圧電性能の低下を抑制できる。
In the piezoelectric element according to this application example, it is preferable that the lower metal electrode includes at least one of Pt, Ir, SrRuO 3 , Nb: SrTiO 3 , and LaNiO 3 as a main component.
In this application example, the lower electrode has at least one of the above materials as a main component. These electrode materials have low reactivity to oxygen. For this reason, for example, when a piezoelectric body is formed using various metal oxides, oxygen escape from the piezoelectric body can be suitably suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in piezoelectric performance due to oxygen loss.
本適用例の圧電素子において、前記下部金属電極は、結晶面方位が前記基板の結晶面方位と同じであることが好ましい。
本適用例では、下部電極の結晶面方位が、基板の結晶面方位と同じである。すなわち、基板、下部電極、及び圧電体の結晶面方位がいずれも一致する。これにより、例えば、基板上に、下部電極及び圧電体を順に形成した場合、圧電体の結晶面方位をより確実に基板の結晶面方位と一致させることができる。
In the piezoelectric element according to this application example, it is preferable that the lower metal electrode has the same crystal plane orientation as that of the substrate.
In this application example, the crystal plane orientation of the lower electrode is the same as the crystal plane orientation of the substrate. That is, the crystal plane orientations of the substrate, the lower electrode, and the piezoelectric body all coincide. Thereby, for example, when the lower electrode and the piezoelectric body are sequentially formed on the substrate, the crystal plane orientation of the piezoelectric body can be more reliably matched with the crystal plane orientation of the substrate.
本適用例の圧電素子において、前記圧電体は、Pb(Zr,Ti)O3、PbTiO3、SrBi2Ta2O9、(Bi,La)4Ti3O12、BiFeO3、BaTiO3、(Na,K)NbO3、Pb(Ni,Nb)O3、Pb(Mg,Nb)O3、ZnOの少なくとも一つを主成分とすることが好ましい。
本適用例では、圧電体が、上記材料の少なくとも一つを主成分とする。これら圧電体材料を用いて、分極方向を適宜調整することにより、圧電性能の向上を図ることができ、ひいては、高周波化を実現させることができる。
In the piezoelectric element of this application example, the piezoelectric body includes Pb (Zr, Ti) O 3 , PbTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Bi, La) 4 Ti 3 O 1 2 , BiFeO 3 , BaTiO 3 , ( It is preferable that at least one of Na, K) NbO 3 , Pb (Ni, Nb) O 3 , Pb (Mg, Nb) O 3 , and ZnO is a main component.
In this application example, the piezoelectric body includes at least one of the above materials as a main component. By using these piezoelectric materials and appropriately adjusting the polarization direction, it is possible to improve the piezoelectric performance and, in turn, achieve a higher frequency.
本発明の一適用例に係る圧電モジュールは、支持膜と、前記支持膜上に設けられた絶縁性を有する単結晶の基板と、前記基板に上に設けられた下部金属電極と、前記下部金属電極上に設けられた圧電体と、前記圧電体上に設けられた上部金属電極と、を備える圧電素子と、前記下部金属電極及び前記上部金属電極と電気的に接続される配線基板と、を備え、前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じであることを特徴とする。
本適用例では、上記適用例の圧電素子と同様に、圧電素子の駆動周波数の高周波化が可能であり、圧電素子を超音波トランスデューサーとして用いた際に、超音波の高周波化が可能である。したがって、本適用例の圧電モジュールを用いて超音波測定を実施することにより、分解能を向上させることができ、高精度の超音波測定を実施できる。
A piezoelectric module according to an application example of the present invention includes a support film, a single crystal substrate having an insulating property provided on the support film, a lower metal electrode provided on the substrate, and the lower metal. A piezoelectric element comprising: a piezoelectric body provided on the electrode; an upper metal electrode provided on the piezoelectric body; and a wiring board electrically connected to the lower metal electrode and the upper metal electrode. And the crystal plane orientation of the substrate is the same as the crystal plane orientation of the piezoelectric body.
In this application example, similarly to the piezoelectric element of the above application example, the drive frequency of the piezoelectric element can be increased, and when the piezoelectric element is used as an ultrasonic transducer, the ultrasonic frequency can be increased. . Therefore, by performing ultrasonic measurement using the piezoelectric module of this application example, the resolution can be improved and high-accuracy ultrasonic measurement can be performed.
本発明の一適用例に係る電子機器は、支持膜と、前記支持膜上に設けられた絶縁性を有する単結晶の基板と、前記基板上に設けられた下部金属電極と、前記下部金属電極上に設けられた圧電体と、前記圧電体上に設けられた上部金属電極と、を備える圧電素子と、前記圧電素子を制御する制御部と、を備え、前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じであることを特徴とする。
本適用例では、上記適用例の圧電素子と同様に、圧電素子の駆動周波数の高周波化が可能であり、圧電素子を超音波トランスデューサーとして用いた際に、超音波の高周波化が可能である。したがって、本適用例の電子機器を用いて超音波測定を実施することにより、分解能を向上させることができ、高精度の超音波測定を実施できる。
An electronic apparatus according to an application example of the invention includes a support film, an insulating single crystal substrate provided on the support film, a lower metal electrode provided on the substrate, and the lower metal electrode. A piezoelectric element including a piezoelectric body provided on the upper body and an upper metal electrode provided on the piezoelectric body; and a control unit that controls the piezoelectric element, wherein the crystal plane orientation of the substrate is It is the same as the crystal plane orientation of the piezoelectric body.
In this application example, similarly to the piezoelectric element of the above application example, the drive frequency of the piezoelectric element can be increased, and when the piezoelectric element is used as an ultrasonic transducer, the ultrasonic frequency can be increased. . Therefore, by performing ultrasonic measurement using the electronic apparatus of this application example, the resolution can be improved and high-accuracy ultrasonic measurement can be performed.
本発明の一適用例に係る圧電素子の製造方法は、支持膜上に絶縁性を有する単結晶の基板を設ける単結晶基板配設工程と、前記基板上に下部金属電極をエピタキシャル成長させて形成する下部電極形成工程と、前記下部金属電極上に、前記基板と結晶面方位が同じである圧電体をエピタキシャル成長させて形成する圧電体形成工程と、前記圧電体上に上部金属電極を形成する上部電極形成工程と、を備えることを特徴とする。
本適用例では、支持膜上に設けられた単結晶基板上に、下部電極及び圧電体を順にエピタキシャル成長させる。このような構成では、単結晶基板に応じた結晶面方位を有し、高い配向性を有する圧電体を形成することができる。例えば、単結晶基板と圧電体との結晶面方位を一致させることができる。これにより、圧電体の圧電性能を向上させることができる。
したがって、支持膜及び基板を振動板として本適用例の圧電素子では、振動板の厚み寸法を大きくしつつ、圧電体の圧電性能を向上させることができ、駆動周波数の高周波化を図ることができる。また、本適用例の圧電素子を超音波トランスデューサーとして用いることにより、送受信される超音波の高周波化を図ることができる。また、基板の厚み寸法を大きくすることにより高周波化を図ることができるため、振動板の振動領域の寸法を小さくするよりも、高周波化が容易である。
A method for manufacturing a piezoelectric element according to an application example of the present invention includes a single crystal substrate disposing step of providing an insulating single crystal substrate on a support film, and a lower metal electrode is formed by epitaxial growth on the substrate. A lower electrode forming step, a piezoelectric body forming step of epitaxially growing a piezoelectric body having the same crystal plane orientation as the substrate on the lower metal electrode, and an upper electrode forming an upper metal electrode on the piezoelectric body And a forming step.
In this application example, a lower electrode and a piezoelectric body are epitaxially grown in order on a single crystal substrate provided on a support film. In such a configuration, a piezoelectric body having a crystal plane orientation corresponding to a single crystal substrate and having high orientation can be formed. For example, the crystal plane orientations of the single crystal substrate and the piezoelectric body can be matched. Thereby, the piezoelectric performance of the piezoelectric body can be improved.
Therefore, in the piezoelectric element of this application example using the support film and the substrate as the diaphragm, the piezoelectric performance of the piezoelectric body can be improved while increasing the thickness dimension of the diaphragm, and the drive frequency can be increased. . Further, by using the piezoelectric element of this application example as an ultrasonic transducer, it is possible to increase the frequency of ultrasonic waves transmitted and received. Further, since it is possible to increase the frequency by increasing the thickness dimension of the substrate, it is easier to increase the frequency than to decrease the size of the vibration region of the diaphragm.
本適用例の圧電素子の製造方法において、前記支持膜上に設けられた前記基板の厚みを調整する厚み調整工程を備えることが好ましい。
本適用例では、厚み調整工程によって、支持膜上に設けられた単結晶基板の厚みを調整する。これにより、基板の厚み寸法を調整できるため、振動板の共鳴周波数を調整することができ、送受信する超音波の周波数を所望値に設定することが容易である。
In the method for manufacturing a piezoelectric element according to this application example, it is preferable that the method includes a thickness adjustment step of adjusting the thickness of the substrate provided on the support film.
In this application example, the thickness of the single crystal substrate provided on the support film is adjusted by the thickness adjusting step. Thereby, since the thickness dimension of a board | substrate can be adjusted, the resonant frequency of a diaphragm can be adjusted and it is easy to set the frequency of the ultrasonic wave transmitted / received to a desired value.
本適用例の圧電素子の製造方法において、前記単結晶基板配設工程では、前記支持膜上に複数の前記基板を設けることが好ましい。
本適用例では、支持膜上に複数の単結晶基板を設ける。そして、各単結晶基板上に、下部電極、圧電体、及び上部電極を順に積層させた駆動部を形成する。これにより、複数の駆動部を支持膜上に形成する際に、少なくとも一つの駆動部を形成するのに十分な平面寸法を有する単結晶基板を用いることができる。したがって、より大きな単結晶基板を用いることによる製造コストの増大を抑制できる。
In the method for manufacturing a piezoelectric element according to this application example, it is preferable that a plurality of the substrates are provided on the support film in the single crystal substrate disposing step.
In this application example, a plurality of single crystal substrates are provided over the supporting film. Then, a driving unit in which a lower electrode, a piezoelectric body, and an upper electrode are sequentially stacked is formed on each single crystal substrate. Thereby, when forming a some drive part on a support film, the single crystal substrate which has a plane dimension sufficient to form at least 1 drive part can be used. Therefore, an increase in manufacturing cost due to the use of a larger single crystal substrate can be suppressed.
本適用例の圧電素子の製造方法において、前記複数の基板及び前記支持膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記支持膜上に設けられた前記基板の厚みを調整する厚み調整工程と、を備え、前記厚み調整工程では、前記支持膜とは反対側から前記基板及び前記絶縁膜を研磨して平坦面を形成することが好ましい。
本適用例では、絶縁膜形成工程によって、支持膜上に設けられた複数の単結晶基板の間に絶縁膜を形成し、厚み調整工程によって、単結晶基板及び絶縁膜を同時に研磨することにより表面を平坦面とする。この平坦面に対して、下部電極や圧電体を形成することができるため、支持膜上に複数の駆動部が形成された圧電素子をより容易に製造することができる。
In the method for manufacturing a piezoelectric element according to this application example, an insulating film forming step of forming an insulating film on the plurality of substrates and the supporting film, and a thickness adjusting step of adjusting the thickness of the substrate provided on the supporting film In the thickness adjusting step, the substrate and the insulating film are preferably polished from the opposite side to the support film to form a flat surface.
In this application example, an insulating film is formed between a plurality of single crystal substrates provided on a support film by an insulating film forming process, and the single crystal substrate and the insulating film are simultaneously polished by a thickness adjusting process. Is a flat surface. Since the lower electrode and the piezoelectric body can be formed on the flat surface, a piezoelectric element in which a plurality of driving units are formed on the support film can be manufactured more easily.
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態として、本発明の圧電素子としての超音波トランスデューサーを備える超音波デバイスについて、図面に基づいて説明する。
[超音波デバイスの構成]
図1は、複数の超音波トランスデューサーを備える超音波デバイスを模式的に示す平面図である。なお、図1では、超音波トランスデューサーの構成を簡略化して図示している。また、図2は、図1に示す超音波デバイスが備える超音波トランスデューサーを拡大して示す図であり、図2(A)は、当該一部を示す平面図であり、図2(B)は、図2(A)のA‐A線における断面図であり、図2(C)は、図2(A)のB‐B線における断面図である。
超音波デバイス1は、図1に示すように、デバイス基板10上に複数の超音波トランスデューサー20が形成され構成される。これら超音波トランスデューサー20は、超音波を送受信可能に構成され、デバイス基板10上にアレイ状に配置されている。超音波デバイス1では、一方向(以下、スライス方向、又はX方向とも称する)に沿って配置された複数の超音波トランスデューサー20によって構成された送受信チャンネルCHが、上記一方向と直交する方向(スキャン方向、又はY方向とも称する)に沿って複数配置された1次元アレイ構造を有する。このように構成された超音波デバイス1では、超音波トランスデューサー20を駆動することにより、超音波を送信し、測定対象で反射された反射波を受信する。なお、以下の説明では、X方向及びY方向に直交するZ方向とし、デバイス基板10の+Z側に超音波トランスデューサー20が形成されるものとして説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, as a first embodiment according to the present invention, an ultrasonic device including an ultrasonic transducer as a piezoelectric element of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of ultrasonic device]
FIG. 1 is a plan view schematically showing an ultrasonic device including a plurality of ultrasonic transducers. In FIG. 1, the configuration of the ultrasonic transducer is simplified. 2 is an enlarged view of the ultrasonic transducer included in the ultrasonic device shown in FIG. 1, and FIG. 2 (A) is a plan view showing a part of the ultrasonic transducer, and FIG. 2 (B). These are sectional drawings in the AA line of Drawing 2 (A), and Drawing 2 (C) is a sectional view in the BB line of Drawing 2 (A).
As shown in FIG. 1, the
デバイス基板10は、例えば、(100)、(110)、又は(111)配向を有する単結晶シリコンによって構成される。なお、デバイス基板10は、単結晶シリコン以外にも、ZrO2及びAl2O3等によって例示されるセラミック材料及びガラスセラミック材料や、MgO及びLaAlO3等によって例示される酸化物基板材料や、SiC、SiO2、Si3N4及び各種多結晶シリコン等によって例示されるような無機材料を使用できる。さらに、これら材料の組合せによる積層材料を使用できる。
このデバイス基板10は、超音波トランスデューサー20に対応する位置に、厚み方向に沿った開口部11が設けられる。この開口部11は、振動板21の振動領域21Aを規定するものである。すなわち、開口部11は、デバイス基板10の厚み方向に見た平面視において、振動板21の振動領域21Aの形状や寸法を規定している。
The
The
超音波トランスデューサー20は、上述のようにデバイス基板10上に設けられ、振動板21と、下部電極22と、圧電体23と、上部電極24と、保護膜25と、を備えている。デバイス基板10の厚み方向における平面視(以下、単に平面視とも称する)において、下部電極22と、圧電体23と、上部電極24とが重なる領域は、超音波トランスデューサー20の駆動部20Aを構成する。この駆動部20Aは、上記平面視において、デバイス基板10の開口部11に包含する位置に設けられる。
この超音波トランスデューサー20は、超音波の送信時には、下部電極22及び上部電極24にパルス電圧を印加し、駆動部20Aを振動させることにより振動板21を振動させて超音波を発信する。また、超音波トランスデューサー20は、超音波の受信時には、受信する超音波による振動板21の振動に応じた駆動部20Aの振動を電圧信号として出力する。
The
When transmitting ultrasonic waves, the
振動板21は、支持膜211と、支持膜211上に配置された単結晶基板212と、単結晶基板212間に設けられたTEOS(Tetraethyl orthosilicate)膜213(図4(E)参照)と、を含み構成される。これらのうち、超音波トランスデューサー20の振動領域21Aは、支持膜211及び単結晶基板212によって構成される。なお、TEOS膜213については後述する。
The
支持膜211は、デバイス基板10の一方の面を覆って設けられており、開口部11の厚み方向に沿った一端側を閉塞する。支持膜211は、単結晶シリコンであるデバイス基板10に熱酸化処理を施すことにより形成されたSiO2を主成分とする。この支持膜211は、後述するようにエッチングによりデバイス基板10に開口部11を形成する際のエッチングストッパー膜として機能する。
The
単結晶基板212は、本発明の基板に相当し、絶縁性を有する金属酸化物の単結晶基板であり、支持膜211上に形成される。本実施形態では、この単結晶基板212として金属酸化物の単結晶であるMgOを用いる。MgOの単結晶基板212は、結晶面方位が(100)配向となるように支持膜211の上面(XY面に平行な面)に配置される。また、MgOの格子定数は、約4.2Åである。
The
なお、単結晶基板212は、ZrO2等の金属酸化物の単結晶基板を用いてもよい。また、単結晶基板212は、MgO以外にも、LaAlO3、LaNiO3、SrNiO3、SrTiO3等のペロブスカイト型金属酸化物の単結晶基板を用いてもよく、この場合、圧電体23としてペロブスカイト型金属酸化物を用いた際の酸素抜けによる劣化を好適に抑制できる。また、上述の材料で形成された単結晶基板212を用いることにより、PZT等の圧電体材料に含まれる鉛抜けを抑制できるとともに、当該鉛とデバイス基板10とが反応することによるデバイス基板10の劣化を抑制できる。また、上記金属酸化物は、耐熱性に優れており例えば700℃以上の加熱処理を実施することができる。このため、例えば、超音波デバイス1の製造過程において加熱処理を実施する場合でも単結晶基板212の劣化を抑制することができる。
Note that the
下部電極22は、本発明の下部金属電極に相当し、振動板21上に設けられる。この下部電極22は、送受信チャンネルCH毎に設けられ個別電極である。下部電極22は、平面視において、圧電体23と重なる下部電極本体部221と、下部電極本体部221に接続する下部電極接続部222と、を備える。
The
下部電極本体部221は、振動板21の単結晶基板212と圧電体23との間に位置し、後述するように、単結晶基板212上にエピタキシャル成長させることにより形成される。下部電極本体部221は、結晶面方位が(100)配向であり、単結晶基板212と結晶面方位が一致している。下部電極本体部221は、Pt、Ir、SrRuO3、Nb:SrTiO3、LaNiO3等の少なくとも一つを主成分とする。本実施形態では、下部電極本体部221は、Ptを用いて、200nm程度の厚み寸法となるように形成されている。Ptの格子定数は、約3.9Åであり、単結晶基板212を形成するMgOの格子状数と略同じである。
なお、下部電極本体部221を、SrRuO3、Nb:SrTiO3、LaNiO3等の金属酸化物を用いることにより、圧電体23として例えばペロブスカイト型の遷移金属酸化物を用いる場合の、酸素抜けを抑制でき、圧電体23の圧電性能の低下を抑制できる。
The
In addition, by using a metal oxide such as SrRuO 3 , Nb: SrTiO 3 , LaNiO 3 or the like for the
下部電極接続部222は、下部電極本体部221から±X方向に延出する配線電極である。すなわち、下部電極接続部222は、同一チャンネルを構成する超音波トランスデューサー20の下部電極本体部221を接続する。また、下部電極接続部222は、各送受信チャンネルCHのY方向に沿った両側の端部において、超音波デバイス1の駆動回路(図示省略)等に接続するための、下部電極22用の電極端子が形成される。
この下部電極接続部222は、振動板21上に設けられる下層222Aと、下層222Aを覆うように設けられる中間層222Bと、中間層222B上に設けられる上層222Cと、を備える。下層222Aは、下部電極本体部221と同時に形成される。本実施形態では、下層222Aは、下部電極本体部221と同様に、Ptを用いて、200nm程度の厚み寸法となるように形成されている。中間層222Bは、Irを用いて、40nm程度の厚み寸法となるように形成されている。上層222Cは、中間層222B上に設けられ、Au,Cu,Al,Ag等の比較的に電気伝導率が高い配線材料を用いて形成され、本実施形態ではAuを用いて、1μm程度の膜厚寸法で形成される。これにより、下部電極22の電気伝導率を向上させることができる。
The lower
The lower
圧電体23は、第一圧電体膜231と、第二圧電体膜232と、を備え、下部電極本体部221上に形成される。
第一圧電体膜231及び第二圧電体膜232は、例えば、鉛(Pb)、チタン(Ti)及びジルコニウム(Zr)を含むペロブスカイト構造の酸化物であるPb(Zr,Ti)O3形成される。本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛(例えば、PZT;Zr/Ti=55/45組成)で形成される。この組成においてPZTは菱面体晶であり、その分極軸は[111]方向である。また、第一圧電体膜231及び第二圧電体膜232は、下層に対して(例えば、第一圧電体膜231は単結晶基板212上に)エピタキシャル成長させることにより形成され、結晶面方位が(100)配向であり、格子定数が約3.8Åである。すなわち、圧電体23の結晶面方位が、単結晶基板212及び下部電極22と一致する。また、圧電体23の格子定数は、単結晶基板212及び下部電極22と略同じである。
The
The first
上部電極24は、本発明の上部金属電極に相当し、複数の超音波トランスデューサー20に対する共通の電極である。この上部電極24は、Y方向に沿って並ぶ複数の超音波トランスデューサー20に跨って設けられた素子電極部241と、互いに平行する素子電極部241の端部同士を連結する共通電極部242とを有する。共通電極部242は、配線電極であり、X方向の両端部には超音波デバイス1の駆動回路(図示省略)等に接続するための上部電極24用の電極端子が形成される。
これらのうち、素子電極部241は、各超音波トランスデューサー20に対応する位置では、第一導電体層24Aと、第二導電体層24Bと、を含み構成される。また、素子電極部241は、各超音波トランスデューサー20間の位置では、第二導電体層24Bと、第三導電体層24Cと、を含み構成される。また、共通電極部242も同様に、第二導電体層24Bと、第三導電体層24Cと、を含み構成される。
The
Among these, the
第一導電体層24Aは、圧電体23上に設けられ、圧電体23と第二導電体層24Bとの間の密着性を向上させる。この第一導電体層24Aは、Ti,Pt、Ir、SrRuO3、及びLaNiO3の少なくとも1つを主成分とした導電体により構成される。本実施形態では、Irを用いて10nm程度の膜厚寸法で形成される。
The
第二導電体層24Bは、上述のように素子電極部241を構成し、Y方向に沿って並ぶ複数の超音波トランスデューサー20に跨って設けられる。また、上述のように共通電極部242を構成し、超音波トランスデューサー20が設けられた領域の±Y側にて、X方向に沿って形成される。この第二導電体層24Bは、Ti,Pt、Ir、SrRuO3、及びLaNiO3の少なくとも1つを主成分とした導電体により構成される。本実施形態では、Irを用いて40nm程度の膜厚寸法で形成される。
The
第三導電体層24Cは、平面視において、開口部11と重なる領域を除いた第二導電体層24Bの一部を覆うように設けられる。この第三導電体層24Cは、Au,Cu,Al,Ag等の比較的に電気伝導率が高い配線材料を用いて形成され、本実施形態では、1μm程度の膜厚のAu層を少なくとも含み構成される。これにより、上部電極24の電気伝導率を向上させることができる。
The
保護膜25は、下部電極接続部222の下層222A及び中間層222Bと、圧電体23と、上部電極24の第一導電体層24A及び第二導電体層24Bと、の外周部の少なくとも一部を覆う位置に設けられる。また、保護膜25は、振動板21上にも設けられる。保護膜25を形成することにより、水分の侵入による振動板21や圧電体23の劣化を防ぐことができる。
The
[超音波デバイスの製造方法]
次に、上述の超音波デバイス1の製造方法について、図面に基づいて説明する。
図3は、本実施形態の超音波デバイス1の製造方法を示すフローチャートである。また、図4〜図15は、超音波デバイス1の製造過程を模式的に示す図である。なお、図6〜図11において、(B)は、(A)に示すA−A線に沿った断面図である。また、図12〜図15において、(B)は、(A)に示すC−C線に沿った断面図である。また、図6〜図15において、(C)は、(A)に示すB−B線に沿った断面図である。
本実施形態では、デバイス基板10上に単結晶基板212を配設した後、下部電極22の一部と圧電体23とを順にエピタキシャル成長させて形成し、圧電体23上に上部電極24を形成し、当該デバイス基板10の圧電体23に対応する位置に開口部11を形成する。これにより、デバイス基板10上に設けられた複数の超音波トランスデューサー20を有する超音波デバイス1を製造する。
[Method of manufacturing ultrasonic device]
Next, a method for manufacturing the above-described
FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the
In this embodiment, after disposing the
超音波デバイス1の製造では、先ず、Siにより構成されたデバイス基板10の+Z側の面に振動板21を構成する支持膜211を形成する(図3のステップS1:支持膜形成工程)。ステップS1では、デバイス基板10の+Z側の面に熱酸化処理を実施する。これにより、デバイス基板10の表面のSiが酸化されてSiO2を主成分とする支持膜211が形成される。本実施形態では、支持膜211は、例えば、400nm程度の厚み寸法となるように形成される。
In the manufacture of the
次に、図4(B)及び図5に示すように、支持膜211上に単結晶基板212を設ける(図3のステップS2:単結晶基板配設工程)。このステップS2では、予め表面を鏡面化したMgOの単結晶基板212にSPM(Sulfuric. Acid Hydrogen Peroxide Mixture)処理を実施して硫酸化水で洗浄し、APM(Ammonium Hydrogen Peroxide Mixture)処理を実施してアンモニア化水で洗浄し、表面の清浄化と親水化処理とを行う。その後、図5に示すように、支持膜211上における複数の超音波トランスデューサー20のそれぞれに対応する位置に単結晶基板212(本実施形態ではX方向及びY方向の寸法が2cmを用いる)を配置して仮接合を行い、熱処理(1000℃程度)により本接合を行う。なお、図5では、一例として、支持膜211上に36個の単結晶基板212を配置する場合について例示しているが、単結晶基板212の数は限定されない。
Next, as shown in FIGS. 4B and 5, the
次に、図4(C)に示すように、機械的研磨により単結晶基板212を、例えば、厚み寸法が3000〜10000nmとなるように研磨(荒研磨)する。
次に、図4(D)に示すように、支持膜211及び単結晶基板212上にTEOS膜213を形成する(図3のステップS3:TEOS膜形成工程(絶縁膜形成工程))。本実施形態では、CVDにより、単結晶基板212上と、単結晶基板212が設けられておらず露出している支持膜211上に、TEOS膜213を形成する。TEOS膜213は、支持膜211上における膜厚が、振動板21の膜厚の設計値以上となるように形成される。これにより、後続する振動板21の研磨工程において、単結晶基板212及びTEOS膜213の上面を同一の高さとすることができる。TEOS膜213は、絶縁性を有し、本発明の絶縁膜に相当する。このTEOS膜213は、支持膜211の保護膜であり、かつ、TEOS膜213の上面は、下部電極22や圧電体23の形成面である。
Next, as shown in FIG. 4C, the
Next, as shown in FIG. 4D, a
次に、図4(E)に示すように、化学的機械的研磨により、単結晶基板212及びTEOS膜213を研磨し、振動板21の膜厚を調整する(図3のステップS4:振動板厚み調整工程)。このステップS4では、超音波トランスデューサー20の駆動周波数(すなわち、送信周波数及び受信周波数)に応じて、支持膜211及び単結晶基板212によって形成される振動板21の振動領域21Aにおける膜厚を、例えば50〜3000nm程度に調整する。振動領域21Aの膜厚寸法を大きくすることにより、振動板21の剛性を大きくすることができ、駆動周波数の高周波化を図ることができる。なお、本ステップS4において、単結晶基板212とTEOS膜213とを研磨することにより、振動板21の上面21Bを平坦面とする。単結晶基板212の上面は、(100)配向の面が露出する。
Next, as shown in FIG. 4E, the
次に、図6及び図7に示すように、振動板21上に下部電極22を形成する(図3のステップS5:下部電極形成工程)。
ステップS5では、図6に示すように、先ず、スパッター法にて、下部電極22としてのPt層(例えば200nm)M1を形成する。Pt層M1の成膜条件は、高温かつ低パワーであることが好ましく、例えば、成膜条件として、400℃以上の温度下で、印加電力を100W程度とすることが例示できる。これにより、単結晶基板212上においてPt層M1をエピタキシャル成長させることができる。本実施形態では、平面視において単結晶基板212と重なる位置において、Pt層M1の結晶面方位が(100)配向であり、単結晶基板212と一致している。
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the
In step S5, as shown in FIG. 6, first, a Pt layer (for example, 200 nm) M1 as the
次に、形成された直後のPt層M1上に第一圧電体膜231としてのPZT層(例えば120nm)をゾルゲル法にて形成する。すなわち、第一圧電体膜231は、スピンコートによってPZT溶液をPt層M1上に塗布し、乾燥工程、脱脂工程、及び焼成工程を実施することにより形成される。これによって、平面視において、単結晶基板212と重なる位置においてPZT層をエピタキシャル成長させることができる。本実施形態では、平面視において単結晶基板212と重なる位置において、第一圧電体膜231の結晶面方位が(100)配向であり、単結晶基板212と一致している。
Next, a PZT layer (for example, 120 nm) as the first
次に、図7に示すように、Pt層M1及び第一圧電体膜231をパターニングし、所望の形状に成形する。Pt層M1及び第一圧電体膜231のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィー法によりマスクを形成し、ドライエッチングによってPt層M1及び第一圧電体膜231のマスク領域以外を除去することにより実施される。このようにして、下部電極22の下部電極本体部221と、下部電極接続部222の下層222A(図2参照)が形成される。
Next, as shown in FIG. 7, the Pt layer M1 and the first
次に、図8〜図10に示すように、第一圧電体膜231を覆うように第二圧電体膜232を形成し、圧電体23を形成する(図3のステップS6:圧電体形成工程)。
ステップS6では、図8に示すように、先ず、第一圧電体膜231と同様に、第二圧電体膜232としてのPZT層(例えば1200nm)をゾルゲル法にて形成し、下部電極本体部221上においてPZT層をエピタキシャル成長させる。すなわち、本実施形態では、第二圧電体膜232の結晶面方位が(100)配向であり、下層に位置する単結晶基板212、下部電極本体部221、及び第一圧電体膜231と一致している。
Next, as shown in FIGS. 8 to 10, the second
In step S6, as shown in FIG. 8, first, similarly to the first
次に、図9に示すように、スパッター法により、上部電極24を構成する第一導電体層24AとしてのIr層(例えば10nm)M2を形成する。
そして、図10に示すように、Ir層M2及び第二圧電体膜232をパターニングして、第一導電体層24A及び圧電体23を形成する。Ir層M2及び第二圧電体膜232のパターニングは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより実施される。なお、本実施形態では、平面視において下部電極本体部221よりも大きいフォトマスクを形成することにより、下部電極本体部221を覆うように第二圧電体膜232を形成する。また、平面視において、単結晶基板212及び下部電極接続部222上に形成されていたIr層M2及び第二圧電体膜232を除去する。このため、下部電極接続部222の下層222Aが露出する。
Next, as shown in FIG. 9, an Ir layer (for example, 10 nm) M2 is formed as the
Then, as shown in FIG. 10, the Ir layer M2 and the second
次に、図11及び図12に示すように、上部電極24の第二導電体層24Bを形成する(図3のステップS7:上部電極形成工程)。
ステップS6では、図11に示すように、先ず、スパッター法により、下部電極22を構成する下部電極接続部222の中間層222B、及び、上部電極24の第二導電体層24BとしてのIr層(例えば40nm)M3を形成する。
次に、図12に示すように、Ir層をパターニングして、中間層222B及び第二導電体層24Bを形成する。Ir層のパターニングは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより実施される。なお、図12(B)に示すように、上部電極24の第一導電体層24A及び第二導電体層24Bの一部を除去し、下部電極接続部222の中間層222Bと、上部電極24の第二導電体層24Bとを分離する、すなわち、下部電極22と上部電極24とを分離する。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the
In step S6, as shown in FIG. 11, first, an Ir layer (as the
Next, as shown in FIG. 12, the Ir layer is patterned to form the
次に、図13に示すように、保護膜25を形成する(図3のステップS8:保護膜形成工程)。ステップS8では、ALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)法(原子層化学気層成長法)によりAl2O3膜(例えば90nm)を形成し、形成したAl2O3膜をフォトリソグラフィーとドライエッチングによりパターニングして保護膜25を形成する。図13(B)に示すように、下部電極22と上部電極24との分離部に保護膜25を形成することにより、下部電極22と上部電極24との間での絶縁性を向上させることができる。また、当該分離部にて露出した圧電体23を覆う位置や、振動板21を覆う位置に保護膜25を形成することにより、水分等の侵入による振動板21や圧電体23の劣化を抑制できる。
Next, as shown in FIG. 13, a
次に、図14に示すように、配線電極である下部電極接続部222の上層222Cと、
及び上部電極24の第三導電体層24Cを形成する(図3のステップS9:配線形成工程
)。ステップS9では、上層222C及び第三導電体層24Cとしての金属層を形成する。具体的には、例えば、スパッター法により、NiCr層(50nm)及びAu層(300nm)を順次形成した後にパターニングを行い、上層222Cと第三導電体層24Cとの形成位置以外の金属層を除去する。その後、電界めっき法により、Au層(1μnm)を形成することにより、上層222C及び第三導電体層24Cを形成する。
Next, as shown in FIG. 14, the
Then, the
次に、図2及び図15に示すように、デバイス基板10を所望の形状に成形する(図3のステップS10:デバイス基板成形工程)。
ステップS10では、先ず、図15に示すように、デバイス基板10を裏面(振動板21とは反対側の面)側から研削し、デバイス基板10の厚みを例えば150μmとする。
そして、図2に示すように、デバイス基板10の各超音波トランスデューサー20に対応する位置に開口部11を形成する。具体的には、例えば、フォトリソグラフィー法によってフォトマスクを形成し、誘導結合型反応性イオンエッチング(Inductive Coupled Plasma;RIE)により、デバイス基板10を加工して開口部11を形成し、支持膜211を露出させる。
このようにして、複数の超音波トランスデューサー20を含む超音波デバイス1が製造される。
Next, as shown in FIGS. 2 and 15, the
In step S10, first, as shown in FIG. 15, the
Then, as shown in FIG. 2, the
In this way, the
[第一実施形態の作用効果]
本実施形態では、超音波トランスデューサー20は、支持膜211上に設けられた絶縁性を有する単結晶基板212と、単結晶基板212上に順に積層された下部電極22、圧電体23、及び上部電極24と、を含み構成される。下部電極22は、スパッター法により形成され、単結晶基板212上においてエピタキシャル成長している。また、圧電体23は、下部電極22における単結晶基板212に対してエピタキシャル成長した領域に、エピタキシャル成長する成膜条件によって形成されている。このようにして形成された下部電極22(下部電極本体部221)及び圧電体23は、単結晶基板212と結晶面方位が同じであり、本実施形態では(100)配向である。
[Operational effects of the first embodiment]
In the present embodiment, the
このようにして形成される超音波トランスデューサー20では、下部電極22及び圧電体23の結晶面方位を、下地となる単結晶基板212の結晶面方位と同じとすることが容易であり、かつ、高い配向性を有する圧電体を形成することができる。すなわち、スパッター法により成膜された層を下地とする場合、単結晶基板212を下地とするよりも、面方向における表面の均一性が低下しやすく、成膜される圧電体の面方向(X方向及びY方向)の均一性も低下して圧電性能が低下しやすい。これに対して、単結晶基板212を下地とすることにより、圧電体23の厚み方向(Z方向)のみならず、面方向においてもより均一な圧電体23を形成することができ、圧電性能を向上させることができる。また、圧電体23を構成する材料に応じて、単結晶基板212の種類や結晶面方位を適宜設定することにより、所望の圧電性能を有する圧電体23を形成することができる。
また、単結晶基板212は、圧電体23と略同じ格子定数を有する金属酸化物の単結晶であるため、面方向における圧電体の均一性を向上させることができる。したがって、圧電体の圧電性能をより確実に向上させることができる。
In the
In addition, since the
ここで、開口部11の開口寸法を小さくして振動領域21Aの面積を小さくしたり、振動板21の剛性を増大させたりすることにより、超音波トランスデューサー20によって送受信される超音波の高周波化を図ることができる。しかし、開口寸法を小さくするには限界があるため、振動板の厚みを増大させる等により、振動板の剛性を増大させることによる高周波化を図ることが望ましい。しかしながら、スパッター法によりシリコン基板上に振動板を形成し、当該振動板上に圧電体を含む駆動部を形成する場合、振動板の厚みを増大させるのにも限界がある。その上、上述のように、スパッター膜の表面は、均一性が低下しやすく、厚みを増大させつつ表面の均一性を向上させることが一層困難であった。
これに対して、本実施形態では、単結晶シリコン基板であるデバイス基板10に対しても単結晶基板212を設け、上述のように単結晶基板212を下地として、下部電極22や圧電体23をエピタキシャル成長させる。これにより、高い圧電性能の圧電体23を形成することができ、ひいては、超音波トランスデューサー20の高周波化も可能である。また、単結晶基板212の厚みを適宜調整して、振動板21の剛性を調整することにより、振動板の共鳴周波数を調整することができ、これにより、送受信する超音波の周波数を所望値とすることも容易である。
Here, by reducing the opening size of the
On the other hand, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、単結晶基板212として、MgOの単結晶基板を用いる。MgOは、耐熱性に優れており例えば700℃以上の加熱処理を実施することができる。したがって、超音波デバイス1の製造過程において、加熱処理を実施したとしても、単結晶基板212の劣化を抑制でき、ひいては、振動板21の劣化による超音波トランスデューサー20の送受信周波数の変化等の不具合を抑制できる。したがって、所望の特性の圧電素子をより確実に得ることができる。
In this embodiment, an MgO single crystal substrate is used as the
本実施形態では、単結晶基板212は、結晶面方位が(100)である。また、圧電体23は、PZTにより形成され、結晶面方位が(100)の菱面体晶である。このような構成により、圧電体23の分極軸[111]に対してその結晶面方位を(100)へとドメインエンジニアリングすることができ、圧電体23の圧電性能を向上させることができる。
また、PZTを用いることにより、高い圧電性能を得ることができるため、より確実に超音波トランスデューサー20の高周波化を図ることができる。
In this embodiment, the
In addition, since high piezoelectric performance can be obtained by using PZT, it is possible to increase the frequency of the
本実施形態では、圧電体23が形成される下部電極22の下部電極本体部221は、Ptを主成分とする。Ptは、酸素に対する反応性が低いため、各種金属酸化物であるPZTからの酸素抜けを好適に抑制することができる。したがって、酸素抜けによる圧電性能の低下を抑制できる。
In the present embodiment, the lower electrode
また、Ptは、単結晶基板212を構成するMgOや、圧電体23を構成するPZTと、格子状数が略同じである。また、下部電極本体部221は、単結晶基板212上にエピタキシャル成長させることにより形成され、結晶面方位が(100)配向であり、単結晶基板212及び圧電体23と一致している。このような構成では、下部電極本体部221上に形成される圧電体23の結晶面方位を、より確実に単結晶基板212と一致させることができる。また、下部電極本体部221の面方向の均一性を向上させることができ、ひいては、圧電体の均一性をより確実に向上させることができる。
Pt has substantially the same number of lattices as MgO constituting the
本実施形態では、支持膜211上に複数の単結晶基板212を設け、各単結晶基板上212上に駆動部20Aを形成する。これにより、複数の駆動部20Aを支持膜211上に形成する際に、一つの駆動部20Aを形成するのに十分な平面寸法を有する単結晶基板212を用いることができる。したがって、複数の駆動部20Aを同時に形成可能な寸法の単結晶基板を用いる場合と比べて製造コストを抑制できる。
In the present embodiment, a plurality of
本実施形態では、絶縁性を有する保護膜であるTEOS膜213を形成するTEOS膜形成工程によって、支持膜211上に設けられた複数の単結晶基板212の間と、当該単結晶基板212上にTEOS膜を形成し、厚み調整工程によって、単結晶基板212及びTEOS膜213を同時に研磨することにより、振動板21の上面21Bを平坦面とする。この平坦面に対して、下部電極22や圧電体23を形成することができるため、支持膜211上に複数の駆動部20Aが形成された超音波トランスデューサー20をより容易に製造することができる。
In this embodiment, a TEOS film formation step of forming a
[第二実施形態]
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。
第二実施形態では、第一実施形態で説明した超音波デバイス1を備える超音波測定機について図面に基づいて説明する。
なお、以降の説明に当たり、第一実施形態と同様の構成、同様の処理については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described.
In the second embodiment, an ultrasonic measuring device including the
In the following description, the same configurations and the same processes as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[超音波測定機の構成]
図16は、本実施形態の超音波測定機100の概略構成を示す斜視図である。図17は、超音波測定機100の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波測定機100は、図16に示すように、超音波プローブ110と、超音波プローブ110にケーブルを介して電気的に接続された制御装置120と、を備えている。
この超音波測定機100は、超音波プローブ110を生体(例えば人体)の表面に当接させ、超音波プローブ110から生体内に超音波を送出する。また、生体内の器官にて反射された超音波を超音波プローブ110にて受信し、その受信信号に基づいて、例えば生体内の内部断層画像を取得したり、生体内の器官の状態(例えば血流等)を測定したりする。
[Configuration of ultrasonic measuring machine]
FIG. 16 is a perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 16, the
The
[超音波プローブの構成]
超音波プローブ110は、図17に示すように、超音波デバイス1と、回路基板111と、音響レンズ112(図16参照)と、これらを収納する筐体113(図16参照)とを備える。なお、超音波デバイス1と、回路基板111とを含み超音波センサー114が構成される。なお、超音波センサー114は、本発明の圧電モジュールに相当する。
[Configuration of ultrasonic probe]
As shown in FIG. 17, the
[音響レンズの構成]
音響レンズ112は、超音波デバイス1から送信された超音波を測定対象である生体に効率よく伝搬させ、また、生体内で反射した超音波を効率よく超音波デバイス1に伝搬させる。この音響レンズ112は、超音波デバイス1が超音波を送受信する面に沿って配置される。なお、図示を省略するが、超音波デバイス1と音響レンズ112との間には、音響整合層が設けられる。これら、音響レンズ112及び音響整合層は、超音波トランスデューサー20の音響インピーダンスと、生体の音響インピーダンスとの中間の音響インピーダンスに設定されている。
[Configuration of acoustic lens]
The
[筐体の構成]
筐体113は、図16に示すように、平面視矩形状の箱状に形成され、厚み方向に直交する一面(センサー面113A)には、センサー窓113Bが設けられており、音響レンズ112の一部が露出している。また、筐体113には、ケーブルの通過孔が設けられる。このケーブルは、回路基板111に接続される。
なお、本実施形態では、ケーブルを用いて、超音波プローブ110と制御装置120とが接続される構成例を示すが、これに限定されず、例えば超音波プローブ110と制御装置120とが無線通信により接続されていてもよく、超音波プローブ110内に制御装置120の各種構成が設けられていてもよい。
[Case configuration]
As shown in FIG. 16, the
In the present embodiment, a configuration example in which the
[回路基板の構成]
回路基板111は、本発明の配線基板に相当し、超音波デバイス1が取り付けられる基板であり、超音波デバイス1を駆動させるためのドライバ回路等が設けられている。具体的には、回路基板111は、図17に示すように、選択回路111A、送信回路111B、及び受信回路111Cを備える。
[Configuration of circuit board]
The
選択回路111Aは、制御装置120の制御に基づいて、超音波デバイス1と送信回路111Bとを接続する送信接続、及び超音波デバイス1と受信回路111Cとを接続する受信接続を切り替える。
送信回路111Bは、制御装置120の制御により送信接続に切り替えられた際に、選択回路111Aを介して超音波デバイス1に超音波を発信させる旨の送信信号を出力する。
受信回路111Cは、制御装置120の制御により受信接続に切り替えられた際に、選択回路111Aを介して超音波デバイス1から入力された受信信号を制御装置120に出力する。受信回路111Cは、例えば低雑音増幅回路、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、A/Dコンバーター等を含んで構成されており、受信信号のデジタル信号への変換、ノイズ成分の除去、所望信号レベルへの増幅等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を制御装置120に出力する。
Based on the control of the
When the
When the
[制御装置の構成]
制御装置120は、図17に示すように、例えば、操作部121と、表示部122と、記憶部123と、演算部124と、を備えて構成されている。この制御装置120は、例えば、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピューター等の端末装置を用いてもよく、超音波プローブ110を操作するための専用端末装置であってもよい。
操作部121は、ユーザーが超音波測定機100を操作するためのUI(user interface)であり、例えば表示部122上に設けられたタッチパネルや、操作ボタン、キーボード、マウス等により構成することができる。
表示部122は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、画像を表示させる。
記憶部123は、超音波測定機100を制御するための各種プログラムや各種データを記憶する。
演算部124は、本発明の制御部に相当し、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算回路や、メモリー等の記憶回路により構成されている。そして、演算部124は、記憶部123に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、送信回路111Bに対して送信信号の生成及び出力処理の制御を行い、受信回路111Cに対して受信信号の周波数設定やゲイン設定などの制御を行う。
[Configuration of control device]
As illustrated in FIG. 17, the
The
The
The
The
[第二実施形態の作用効果]
上記第二実施形態に係る超音波測定機100は、上記第一実施形態と同様の作用効果を得ることができ、超音波デバイス1において送受信される超音波の高周波化が可能であり、これにより分解能を向上させることができる。したがって、高精度の超音波測定を実施可能な超音波センサー114及び超音波測定機100を提供できる。
[Operational effects of the second embodiment]
The
[変形例]
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、圧電体23としてPb(Zr,Ti)O3を用いる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、PbTiO3、SrBi2Ta2O9、(Bi,La)4Ti3O12、BiFeO3、BaTiO3、(Na,K)NbO3、Pb(Ni,Nb)O3、Pb(Mg,Nb)O3、ZnO等の各種圧電材料を用いて圧電体23を形成してもよい。ペロブスカイト型金属酸化物を用いることにより、良好な圧電特性を有する圧電体23を形成することができる。
[Modification]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention includes configurations obtained by modifying, improving, and appropriately combining the embodiments as long as the object of the present invention can be achieved. Is.
In each of the above embodiments, the configuration using Pb (Zr, Ti) O 3 as the
上記各実施形態では、圧電体23が、第一圧電体膜231と第二圧電体膜232との二層の圧電体膜により構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧電体23が一層の圧電体膜で構成されてもよいし、三層以上の圧電体膜で構成されてもよい。また、複数層の圧電体膜で構成される場合、各圧電体膜が異なる材料で形成されていてもよい。
In each of the embodiments described above, the
上記各実施形態では、駆動部20Aにおいて、単結晶基板212、下部電極22及び圧電体23の格子定数が略同じである構成を例示したが、本発明は、これに限定されず、格子定数の値が異なる値でもよい。この場合でも、厚み方向において高い配向性を有する圧電体23を形成することができる。したがって、圧電体23の圧電特性を向上させつつ、振動板21の剛性を増大させることができ、超音波トランスデューサー20における高周波化を図ることができる。なお、単結晶基板212、下部電極22及び圧電体23の格子定数が略同じとすることにより、面内方向においてもより均一な圧電体23を形成することができるため、上記各部材22,23,212の格子定数が略同じであることが好ましい。
In each of the above embodiments, in the
上記各実施形態では、単結晶基板212及び圧電体23の結晶面方位を(100)配向とする構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、単結晶基板212及び圧電体23の結晶面方位を(111)配向としてもよい。この場合、圧電体23として例えば、PZT(Zr/Ti=30/70組成)で形成される。この組成においてPZTは正方晶であり、その分極軸は[001]方向である。分極軸[001]に対してその結晶面方位を(111)へとドメインエンジニアリングすることにより、高い圧電性能を有する圧電体23を形成することができる。
In each of the above embodiments, the configuration in which the crystal plane orientations of the
上記各実施形態では、駆動部20Aにおいて、下部電極22の結晶面方位が単結晶基板212の結晶面方位と同じである構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、下部電極22の結晶面方位が、単結晶基板212とは異なるものの、単結晶基板212に応じた結晶面方位となる構成を採用し、下部電極22上に圧電体23をエピタキシャル成長させることにより、所望の結晶面方位を有する圧電体23を形成することができる。この場合、圧電体23が、単結晶基板212と異なる結晶面方位を有してもよい。
In each of the above embodiments, in the
上記各実施形態では、一つの単結晶基板212上に一つの駆動部20Aを形成する製造方法を例示したが、本発明は、これに限定されない。例えば、一つの単結晶基板212に複数の駆動部20Aを形成する構成を採用してもよい。なお、各駆動部20Aをそれぞれ分離された単結晶基板212上に設けることにより、駆動部20A間で振動が伝わることを抑制できる。
In each of the above embodiments, the manufacturing method of forming one
上記各実施形態では、超音波トランスデューサー20が、超音波の送受信を行う構成を例示するが、超音波を送信する送信用の超音波トランスデューサー(送信用トランスデューサー)と、超音波を受信する受信用の超音波トランスデューサー(受信用トランスデューサー)と、を別々に設けてもよい。この場合、例えば、送信用トランスデューサーをアレイ状に配置した送信領域と、受信用トランスデューサーをアレイ状に配置した受信領域と、を異なる領域に設けてもよいし、送信領域内に受信用トランスデューサーを配置してもよい。
In each of the above embodiments, the
上記第二実施形態では、生体を測定対象とする超音波測定装置を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種構造物を測定対象として、当該構造物の欠陥の検出や老朽化の検査を行う電子機器に、本発明を適用することができる。また、例えば、半導体パッケージやウェハ等を測定対象として、当該測定対象の欠陥を検出する電子機器にも本発明を適用することができる。 In the second embodiment described above, the ultrasonic measurement device whose target is a living body is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to electronic devices that detect various structures and detect defects or perform aging inspections using various structures as measurement targets. Further, for example, the present invention can be applied to an electronic device that detects a defect of the measurement target using a semiconductor package, a wafer, or the like as the measurement target.
上記各実施形態では、圧電素子を超音波トランスデューサーとして用いる超音波デバイス1について例示したが、本発明はこれに限定されず、圧電素子を備える圧電デバイスにも本発明を適用することができる。このような圧電デバイスは、例えば、インクを吐出させて描画を行うインクジェット記録装置のインクジェットヘッドにおける、インク吐出機構として用いることができる。また、この場合、インクジェット記録装置を本発明の電子機器として例示できる。なお、インクジェットヘッドの圧電素子に本発明を適用する場合、(100)配向のSi基板を熱酸化処理してSiO2膜である支持膜を形成し、支持膜上に、単結晶基板として(100)配向のLaAlO3を設けて、単結晶基板上に、上記実施形態と同様に駆動部を形成する構成が例示できる。
また、上記以外にも、圧電素子に加わる応力(圧力や剪断力等)を検出する応力センサーとしても本発明を適用することができる。
In each said embodiment, although illustrated about the
In addition to the above, the present invention can also be applied as a stress sensor for detecting stress (pressure, shearing force, etc.) applied to the piezoelectric element.
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。 In addition, the specific structure for carrying out the present invention may be configured by appropriately combining the above-described embodiments and modifications within the scope that can achieve the object of the present invention, and may be appropriately changed to other structures and the like. May be.
1…超音波デバイス、10…デバイス基板、11…開口部、20…超音波トランスデューサー、20A…駆動部、21…振動板、21A…振動領域、21B…上面、22…下部電極、23…圧電体、24…上部電極、24A…第一導電体層、24B…第二導電体層、24C…第三導電体層、25…保護膜、211…支持膜、212…単結晶基板、213…TEOS膜、221…下部電極本体部、222…下部電極接続部、222A…下層、222B…中間層、222C…上層、231…第一圧電体膜、232…第二圧電体膜、241…素子電極部、242…共通電極部、CH…送受信チャンネル、100…超音波測定機、110…超音波プローブ、111…回路基板。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記支持膜上に設けられた絶縁性を有する単結晶の基板と、
前記基板上に設けられた下部金属電極と、
前記下部金属電極上に設けられた圧電体と、
前記圧電体上に設けられた上部金属電極と、を備え、
前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じである
ことを特徴とする圧電素子。 A support membrane;
An insulating single crystal substrate provided on the support film;
A lower metal electrode provided on the substrate;
A piezoelectric body provided on the lower metal electrode;
An upper metal electrode provided on the piezoelectric body,
The piezoelectric element, wherein the crystal plane orientation of the substrate is the same as the crystal plane orientation of the piezoelectric body.
前記基板は、前記圧電体と略同じ格子定数を有する金属酸化物の単結晶である
ことを特徴とする圧電素子。 The piezoelectric element according to claim 1.
The piezoelectric element, wherein the substrate is a single crystal of metal oxide having substantially the same lattice constant as the piezoelectric body.
前記基板は、MgO、LaAlO3、LaNiO3、SrNiO3、SrTiO3、ZrO2のいずれか一つを主成分とする単結晶である
ことを特徴とする圧電素子。 The piezoelectric element according to claim 1 or 2,
The piezoelectric element, wherein the substrate is a single crystal mainly composed of any one of MgO, LaAlO 3 , LaNiO 3 , SrNiO 3 , SrTiO 3 , and ZrO 2 .
前記基板の結晶面方位が(100)又は(111)である
ことを特徴とする圧電素子。 The piezoelectric element according to any one of claims 1 to 3,
The crystal plane orientation of the substrate is (100) or (111).
前記下部金属電極は、Pt、Ir、SrRuO3、Nb:SrTiO3、LaNiO3の少なくとも一つを主成分とする
ことを特徴とする圧電素子。 In the piezoelectric element according to any one of claims 1 to 4,
The lower metal electrode is mainly composed of at least one of Pt, Ir, SrRuO 3 , Nb: SrTiO 3 , and LaNiO 3 .
前記下部金属電極は、結晶面方位が前記基板の結晶面方位と同じである
ことを特徴とする圧電素子。 The piezoelectric element according to any one of claims 1 to 5,
The piezoelectric element, wherein the lower metal electrode has the same crystal plane orientation as that of the substrate.
前記圧電体は、Pb(Zr,Ti)O3、PbTiO3、SrBi2Ta2O9、(Bi,La)4Ti3O12、BiFeO3、BaTiO3、(Na,K)NbO3、Pb(Ni,Nb)O3、Pb(Mg,Nb)O3、ZnOの少なくとも一つを主成分とする
ことを特徴とする圧電素子。 The piezoelectric element according to any one of claims 1 to 6,
The piezoelectric body, Pb (Zr, Ti) O 3, PbTiO 3, SrBi 2 Ta 2 O 9, (Bi, La) 4 Ti 3 O1 2, BiFeO 3, BaTiO 3, (Na, K) NbO 3, Pb A piezoelectric element comprising at least one of (Ni, Nb) O 3 , Pb (Mg, Nb) O 3 , and ZnO as a main component.
前記下部金属電極及び前記上部金属電極と電気的に接続される配線基板と、を備え、
前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じである
ことを特徴とする圧電モジュール。 A support film; an insulating single crystal substrate provided on the support film; a lower metal electrode provided on the substrate; a piezoelectric body provided on the lower metal electrode; A piezoelectric element comprising an upper metal electrode provided on the body;
A wiring board electrically connected to the lower metal electrode and the upper metal electrode,
The piezoelectric module according to claim 1, wherein a crystal plane orientation of the substrate is the same as a crystal plane orientation of the piezoelectric body.
前記圧電素子を制御する制御部と、を備え、
前記基板の結晶面方位が、前記圧電体の結晶面方位と同じである
ことを特徴とする電子機器。 A support film; an insulating single crystal substrate provided on the support film; a lower metal electrode provided on the substrate; a piezoelectric body provided on the lower metal electrode; and the piezoelectric body An upper metal electrode provided on the piezoelectric element, and
A control unit for controlling the piezoelectric element,
The electronic device, wherein the crystal plane orientation of the substrate is the same as the crystal plane orientation of the piezoelectric body.
前記基板上に下部金属電極をエピタキシャル成長させて形成する下部電極形成工程と、
前記下部金属電極上に、前記基板と結晶面方位が同じである圧電体をエピタキシャル成長させて形成する圧電体形成工程と、
前記圧電体上に上部金属電極を形成する上部電極形成工程と、を備える
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。 A single crystal substrate disposing step of providing an insulating single crystal substrate on the support film;
A lower electrode forming step of epitaxially growing a lower metal electrode on the substrate; and
A piezoelectric body forming step of epitaxially growing a piezoelectric body having the same crystal plane orientation as the substrate on the lower metal electrode;
An upper electrode forming step of forming an upper metal electrode on the piezoelectric body. A method for manufacturing a piezoelectric element.
前記支持膜上に設けられた前記基板の厚みを調整する厚み調整工程を備える
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。 In the manufacturing method of the piezoelectric element according to claim 10,
A method of manufacturing a piezoelectric element, comprising: a thickness adjusting step of adjusting a thickness of the substrate provided on the support film.
前記単結晶基板配設工程では、前記支持膜上に複数の前記基板を設ける
ことを特徴とする圧電素子の製造方法 In the manufacturing method of the piezoelectric element according to claim 10 or 11,
In the step of disposing the single crystal substrate, a plurality of the substrates are provided on the support film.
前記複数の基板及び前記支持膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記支持膜上に設けられた前記基板の厚みを調整する厚み調整工程と、を備え、
前記厚み調整工程では、前記支持膜とは反対側から前記基板及び前記絶縁膜を研磨して平坦面を形成する
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。 In the manufacturing method of the piezoelectric element according to claim 12,
An insulating film forming step of forming an insulating film on the plurality of substrates and the support film;
A thickness adjustment step of adjusting the thickness of the substrate provided on the support film,
In the thickness adjusting step, the substrate and the insulating film are polished from the opposite side to the support film to form a flat surface.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110040681A (en) * | 2019-03-05 | 2019-07-23 | 常州元晶电子科技有限公司 | A kind of production method of the high consistency MEMS PZT (piezoelectric transducer) of low cost |
GB2571529A (en) * | 2018-02-28 | 2019-09-04 | Novosound Ltd | Formation of piezoelectric devices |
WO2020026735A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社村田製作所 | Mems device |
CN111253151A (en) * | 2020-03-14 | 2020-06-09 | 杭州电子科技大学 | Bismuth ferrite barium titanate-based ceramic with high energy storage density and high power density and preparation method thereof |
CN111376596A (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-07 | 精工爱普生株式会社 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device |
KR102212912B1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-02-05 | 이화여자대학교 산학협력단 | Optoelectronic device comprising an epitaxial growth layer, and method of preparing the same |
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015253148A patent/JP2017117981A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2571529A (en) * | 2018-02-28 | 2019-09-04 | Novosound Ltd | Formation of piezoelectric devices |
US11882767B2 (en) | 2018-02-28 | 2024-01-23 | Novosound Ltd. | Formation of piezoelectric devices |
GB2571529B (en) * | 2018-02-28 | 2021-04-14 | Novosound Ltd | Formation of piezoelectric devices |
US11806750B2 (en) | 2018-07-30 | 2023-11-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | MEMS device |
WO2020026735A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社村田製作所 | Mems device |
JPWO2020026735A1 (en) * | 2018-07-30 | 2021-08-02 | 株式会社村田製作所 | MEMS device |
JP7031745B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-03-08 | 株式会社村田製作所 | MEMS device |
CN111376596A (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-07 | 精工爱普生株式会社 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device |
JP2020107624A (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid injection head, liquid injection apparatus, and piezoelectric device |
JP7346819B2 (en) | 2018-12-26 | 2023-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid jet head, liquid jet device and piezoelectric device |
CN110040681A (en) * | 2019-03-05 | 2019-07-23 | 常州元晶电子科技有限公司 | A kind of production method of the high consistency MEMS PZT (piezoelectric transducer) of low cost |
KR102212912B1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-02-05 | 이화여자대학교 산학협력단 | Optoelectronic device comprising an epitaxial growth layer, and method of preparing the same |
CN111253151A (en) * | 2020-03-14 | 2020-06-09 | 杭州电子科技大学 | Bismuth ferrite barium titanate-based ceramic with high energy storage density and high power density and preparation method thereof |
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