JP3449013B2 - 横波トランスデューサ - Google Patents

横波トランスデューサ

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JP3449013B2 JP03265495A JP3265495A JP3449013B2 JP 3449013 B2 JP3449013 B2 JP 3449013B2 JP 03265495 A JP03265495 A JP 03265495A JP 3265495 A JP3265495 A JP 3265495A JP 3449013 B2 JP3449013 B2 JP 3449013B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、横波トランスデューサ
に関し、例えば、水とガラスのような異なる部材の外側
から横波を射出し、該横波の反射波により境界面の位置
やガラス等の部材の厚みを測定するための横波トランス
デューサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述したような用途において、3
00μm程度の波長の横波を照射するための横波トラン
スデューサが用いられている。この種の横波トランスデ
ューサの一例を、図1に示す。
【0003】図1に示す横波トランスデューサ1は、横
波が伝搬するロッド2を有する。ロッド2の一方端面
に、電極3が形成されており、該電極3上に接着剤層4
を介してLiNbO3 、LiTaO3 または水晶などか
らなる単結晶層5が接着されている。単結晶層5上には
電極6が形成されている。また多結晶層5の裏側(接着
剤層4側)にも電極が形成されていることもある。
【0004】電極3,6間に交流電圧が印加され、単結
晶層5が励振され、それによって横波が発生する。発生
した横波は、ロッド2内をロッド2の長さ方向に沿って
伝搬し、ロッド2の他方端側から検出部位に与えられ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の横波トランスデ
ューサ1では、単結晶層5を、接着剤層4を介して電極
3上に接着していた。従って、この接着剤層4が設けら
れている分だけ、横波に変換する効率が低下するという
欠点があった。
【0006】本発明の目的は、より高い効率で横波を発
生し得る横波トランスデューサを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、支持体上において横波を発
生するためのZnO層を成膜することにより効率を高め
た横波トランスデューサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】横波トランスデューサに
おいて横波への変換効率を高めるには、従来の横波トラ
ンスデューサ1における接着剤層4を省略し、横波を発
生させる圧電体層を直接電極上に形成すればよいと考え
られる。このような電極上にあるいは支持体上に直接成
膜し得る圧電材料として、ZnO膜の利用が考えられ
る。すなわち、ZnO膜は、スパッタリングなどの薄膜
形成法により形成面に直接成膜することができる。
【0008】しかしながら、横波トランスデューサを構
成するには、ZnO膜のc軸を形成面と平行とする必要
がある。すなわち、(110)配向もしくは(100)
配向のZnO膜を形成しなければならない。
【0009】ところが、例えばR面サファイアからなる
支持体上に、Auなどからなる電極を形成した後に、該
電極上にZnO層を薄膜形成法により形成した場合、Z
nO層のc軸は形成面と平行とはならない。すなわち、
c軸が形成面と直交する方向に向いてしまう。従って、
単に、接着剤層4を省略し、電極3上にZnO膜を成膜
したとしても、横波トランスデューサを得ることはでき
ない。
【0010】本願発明は、上記のような問題に鑑み成さ
れたものである。すなわち、本発明の横波トランスデュ
ーサは、R面サファイアをロッドとし、横波の伝搬する
支持体と、前記支持体上にc軸が形成面と平行となるよ
うに形成されており、かつ電極として機能する低抵抗の
第1のZnO層と、前記第1のZnO層上において、c
軸が形成面と平行となるように形成された高抵抗の第2
のZnO層とを備える、横波トランスデューサである。
【0011】本発明の横波トランスデューサでは、電極
として機能する低抵抗の第1のZnO層が(110)あ
るいは(100)に配向したエピタキシャル膜であるた
め、第2のZnO層は、その上にc軸が形成面と平行と
なるように薄膜形成法により容易に形成され得る。すな
わち、第2のZnO層は、(110)配向もしくは(1
00)配向したエピタキシャル膜として形成される。
【0012】また、本発明の横波トランスデューサで
は、好ましくは、上記第1のZnO層上に電極が形成さ
れ、該電極と、電極として機能する低抵抗の第1のZn
O層との間で交流電圧が印加されて、第2のZnO層が
励振され得る。
【0013】もっとも、第2のZnO層上に形成される
電極は必ずしも必要ではなく、第2のZnO層上に電圧
を印加し得る適宜の手段を、使用に際して接触させても
よい。
【0014】また、好ましくは、第2のZnO層上に形
成される電極は、第2のZnO層上において周囲にギャ
ップ領域を形成するように、第2のZnO層よりも小さ
な面積に形成される。それによって、第2のZnO層上
に形成された電極と、下方の第1のZnO層との短絡を
確実に防止することができる。
【0015】好ましくは、第2のZnO層は、第1のZ
nO層上において、周囲に所定のギャップ領域を形成し
得るように、第1のZnO層よりもその面積が小さく形
成される。この構造では、上記ギャップ領域上にAu、
Alなどからなる電極を形成することができ、ギャップ
領域に形成された電極を外部と接続することにより、ギ
ャップ領域に形成された電極を介して第1のZnO層、
ひいては第2のZnO層に一方電位を与えることができ
る。
【0016】なお、上記低抵抗の第1のZnO層の形成
は、例えば、Znメタルターゲットを用いたスパッタリ
ングに際し雰囲気ガスとして、例えばArガスとO2
を含む混合ガスにおいてArガスの割合を増加させて形
成することができる。また、別法として、ZnO成形体
にAl、In、Tlなどをドープしたターゲットや、Z
nOにAl、In、Tlなどの粉末を混合したターゲッ
トを用いてスパッタリングすることにより、低抵抗のZ
nO層を形成することもできる。他方、高抵抗の第2の
ZnO層としては、Zn金属ターゲットあるいはZnO
粉末成形体を用いArガス比を少なくして成膜すること
により、容易に構成することができる。
【0017】
【発明の作用及び効果】本発明の横波トランスデューサ
では、R面サファイアからなり、横波が伝搬する支持体
上において、低抵抗の第1のZnO層及び高抵抗のZn
O層が形成されている。この第1,第2のZnO層は、
スパッタリング、CVD等の薄膜形成法により容易に形
成することができる。
【0018】しかも、上記低抵抗の第1のZnO層は、
薄膜形成法によりR面サファイアからなる支持体上に直
接形成した場合、そのc軸が形成面と平行なエピタキシ
ャル膜となる。従って、第1のZnO層上に形成された
第2のZnO層についても、下地となる第1のZnOエ
ピタキシャル膜上に成膜されることになるため、第2の
ZnO層のc軸も形成面と平行なエピタキシャル膜とな
る。
【0019】すなわち、本発明は、上記のように低抵抗
の第1のZnO層が、c軸が形成面と平行となるように
形成されることにより、圧電体層として機能する高抵抗
の第2のZnO層のc軸を形成面と平行とすることを可
能とし、さらに、第1のZnO層を圧電体層として機能
する第2のZnO層に電圧を印加するための電極として
も利用することに特徴を有する。
【0020】本発明の横波トランスデューサでは、横波
を発生させるための第2のZnO層が、上記電極として
機能する第1のZnO層とともに、支持体上に直接成膜
されている。従って、従来の横波トランスデューサで必
要であった接着剤層4を省略し得るため、横波変換効率
の優れた横波トランスデューサを提供することができ
る。
【0021】また、従来の横波トランスデューサ1で
は、横波を発生させる構成として、上記圧電単結晶層5
を用いていたため、該圧電単結晶の厚みを薄くすること
が困難であった。すなわち、従来の単結晶層5は、厚み
が30〜50μm程度までしか薄くすることができず、
従って、高周波化が難しいという問題もあった。これに
対して、本発明の横波トランスデューサでは、薄膜形成
法により形成され得る第2のZnO層の厚みを30μm
以下に形成することも容易であり、従って高周波化に容
易に対応することができる。
【0022】
【実施例の説明】図2は、本発明の一実施例に係る横波
トランスデューサを示す部分切欠断面図である。横波ト
ランスデューサ11は、支持体としてのロッド12を有
する。ロッド12は、R面サファイアにより構成されて
おり、該ロッド12内を図示の矢印A方向に横波が伝搬
される。すなわち、横波は、ロッド12の長さ方向、す
なわち後述の第2のZnO層に対して直交する方向に伝
搬する。
【0023】ロッド12の一方端面に、電極として機能
する低抵抗の第1のZnO層13が形成されている。第
1のZnO層は、スパッタリングなどの薄膜形成法によ
り形成されるが、電極として使用されるため、その比抵
抗は1〜100Ω程度の範囲であることが必要である。
【0024】上記第1のZnO層13は、本実施例で
は、0.1〜0.3μm程度の厚みに成膜されるが、こ
の厚みは特に限定されるものではない。上記第1のZn
O層13を上記のようなR面サファイアに成膜した場
合、第1のZnO層13は、(110)配向のエピタキ
シャル膜となる。このようなZnO層13は、スパッタ
リングに際し、Ar及びO2 を含む雰囲気ガスとして、
Ar/O2 の分圧比が90/10〜70/30程度のも
のを用い、かつZn金属ターゲットを使用して形成する
ことができる。この場合、ZnO層13の比抵抗ρは、
502 Ω−cm程度となり、ZnO層13の膜厚は0.
1μmであれば、その抵抗値は0.0005Ωにしか過
ぎず、従って第1のZnO層13が電極として機能する
ことがわかる。
【0025】なお、低抵抗の第1のZnO層13の形成
は、ZnO成形体にAl、In、Tlなどをドープした
ターゲットを用いてもよく、それによってより一層低抵
抗のZnO層13を形成し得る。
【0026】図3は、上述のようにして形成した第1の
ZnO層13のX線回折結果を示し、θは28.3°で
ある。図3から明らかなように、第1のZnO層13が
(110)配向のエピタキシャル膜であることがわか
る。
【0027】上記第1のZnO層13上に、高抵抗の第
2のZnO層14が形成されている。第2のZnO層1
4は、交流電圧を両面から印加されて横波を発生させる
ように振動する部分である。第2のZnO層14の形成
は、スパッタリングに際し、Ar/O2 分圧比を第1の
ZnO層13を形成した場合よりも低くし、すなわちO
2 の量を増やすことにより同様にしてスパッタリングに
より形成することができる。この場合、下地がエピタキ
シャルZnO層13であるため、第2のZnO層14
も、下地の配向情報を得て、(110)配向のエピタキ
シャル膜となる。図4は、第2のZnO層14のX線回
折結果を示す図である。図4から、第2のZnO層14
が(110)配向のエピタキシャル膜であることがわか
る。
【0028】上記のようにして形成されている第2のZ
nO層14は、第1のZnO層に対して電気的に高い抵
抗を示すが、この抵抗値は第1のZnO層13よりも高
ければ特に限定されるものではなく、要するに、横波を
発生させる層として機能し得る限り特に限定されるもの
ではない。もっとも、通常は、第2のZnO層14の比
抵抗は109 〜1011Ω−cm程度となる。
【0029】本実施例の横波トランスデューサ11で
は、上記第2のZnO層14上に、電極15が形成され
ている。電極15は、Au、Alなどをスパッタリン
グ、蒸着などの薄膜形成法により第2のZnO層14上
に直接成膜することにより形成されている。
【0030】また、本実施例では、電極15は、第2の
ZnO層14上において周囲にギャップ領域Bを残すよ
うに、電極15が第2のZnO層14よりも小さな面積
を有するように形成されている。このギャップ領域B
は、電極15と、電極として機能する第1のZnO層1
3との間の短絡を防止するために設けられている。
【0031】なお、本実施例では、第2のZnO層14
が、第1のZnO層13よりも小さな面積を有するよう
に、第2のZnO層14が第1のZnO層13上におい
て部分的に形成されている。従って、第2のZnO層1
4の外側にギャップ領域が形成されており、該ギャップ
領域において、電極16が第1のZnO層13上に形成
されている。電極16は、横波トランスデューサの第1
のZnO層13を外部と電気的に接続することを容易と
するために、第1のZnO層13上に形成されている。
電極16は、AuやAlなどの適宜の金属などにより構
成することができ、好ましくは、電極15と同一の形成
構造により形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の横波トランスデューサを示す断面図。
【図2】本発明の一実施例に係る横波トランスデューサ
を説明するための部分切欠断面図。
【図3】第1のZnO層のX線回折の結果を示す図。
【図4】第2のZnO層のX線回折の結果を示す図。
【符号の説明】
11…横波トランスデューサ 12…支持体としてのロッド 13…第1のZnO層 14…第2のZnO層 15…電極 16…電極 A…横波が伝搬する方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 17/00 330 H04R 31/00 330 G01N 29/24 H03H 3/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R面サファイアからなり、横波の伝搬す
    る支持体と、 前記支持体上においてc軸が形成面と平行となるように
    形成されており、かつ電極として機能する低抵抗の第1
    のZnO層と、 前記第1のZnO層上にc軸が形成面と平行となるよう
    に形成された高抵抗の第2のZnO層とを備える、横波
    トランスデューサ。
  2. 【請求項2】 前記第2のZnO層が、(110)配向
    されている、請求項1に記載の横波トランスデューサ。
  3. 【請求項3】 前記第2のZnO層が、(100)配向
    されている、請求項1に記載の横波トランスデューサ。
  4. 【請求項4】 前記第2のZnO層上に形成された電極
    をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜3の何れ
    かに記載の横波トランスデューサ。
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JP4887789B2 (ja) * 2006-01-12 2012-02-29 株式会社村田製作所 圧電装置及びその製造方法
JP5449836B2 (ja) * 2008-06-23 2014-03-19 株式会社日立製作所 透明導電膜付き基板,その製造方法,透明導電膜付き基板を用いた表示素子及び透明導電膜付き基板を用いた太陽電池

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