JP4887789B2

JP4887789B2 - 圧電装置及びその製造方法

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Publication number: JP4887789B2
Application number: JP2006004610A
Authority: JP
Inventors: 道雄門田; 英晃小林; 吉博伊藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-01-12
Also published as: JP2007189389A

Description

本発明は、例えば弾性表面波フィルタや弾性表面波共振子などに用いられる圧電装置及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電基板表面にｃ軸方向が圧電基板表面とほぼ平行となるように圧電薄膜が形成されている構造を備えた圧電装置及びその製造方法に関する。

従来、弾性表面波装置などにおいて様々な圧電材料が用いられている。特に、圧電基板表面にｃ軸方向が実質的に平行な方向に配向された圧電薄膜を形成した構造では、横波トランスデューサなどを構成することができる。そのため、ｃ軸方向が基板表面にほぼ垂直な方向に配向されている一般的な圧電薄膜の場合とは異なる周波数特性の弾性表面波装置を提供することができる。

下記の特許文献１には、図８に略図的に示す電子部品１０１が開示されている。ここでは、Ｒ面サファイア基板１０２上に、部分的にアルミニウム電極１０３が形成される。しかる後、ＺｎＯ薄膜１０４がエピタキシャル成長される。アルミニウム電極１０３上の領域では、ＺｎＯ薄膜１０４のｃ軸は図示の矢印で示すように、基板表面と垂直に配向している。他方、Ｒ面サファイア基板１０２上に直接形成されている領域では、ＺｎＯ薄膜１０４のｃ軸は基板に平行とされている。

また、下記の非特許文献１には、（０１２）面ＬｉＴａＯ_３基板（３２．９８°回転ＹカットＬｉＴａＯ_３基板）上にＺｎＯ薄膜をエピタキシャル成長により成膜した場合、ＺｎＯ薄膜のｃ軸方向が基板表面にほぼ平行な方向に配向されることが記載されている。
特開平８−２６７２３号公報第１６回強誘電体応用会議講演予行集２７−Ｔ−２９，ｐ９３（１９９９）

上記のように、従来、Ｒ面サファイア基板上あるいは（０１２）面ＬｉＴａＯ_３基板上にＺｎＯ薄膜を形成することにより、ｃ軸が基板表面にほぼ平行な方向に配向されたＺｎＯ薄膜を得ることができることが知られていた。しかしながら、これらの方法では、前記２種類の特定の基板材料のいずれかを用いなければならず、基板材料の選択の幅が狭かった。

本発明の目的は、前述した従来技術の現状に鑑み、上記基板以外の圧電基板材料を用いて、ｃ軸が基板表面に実質的に平行な方向に配向されている圧電薄膜が形成されている圧電装置、並びにそのような圧電装置の製造方法を提供することにある。

本発明に係る圧電装置は、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択された１種の圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、ｃ軸方向が基板表面に実質的に平行な方向に配向されているＺｎＯまたはＡｌＮからなる圧電薄膜と、前記圧電薄膜に接するように形成された第１，第２の電極とを備えることを特徴とする、圧電装置である。なお、（０バー１０）は、

を示すものとする。

本発明に係る圧電装置のある特定の局面によれば、前記第１の電極が前記圧電薄膜の下面に、前記第２の電極が該圧電薄膜の上面に形成されており、前記第１の電極が前記圧電基板上において、そのｃ軸が圧電基板表面と実質的に平行となるように形成された導電性の結晶からなる。この場合には、第１の電極を構成している導電性の結晶のｃ軸が圧電基板表面と実質的に平行であるため、第１の電極上に形成された圧電薄膜においても、ｃ軸方向が圧電基板表面に実質的に平行な方向に確実に配向される。従って、第１の電極を形成した後に、引き続いて上記圧電薄膜を形成することにより、ｃ軸が圧電基板表面に実質的に平行に配向されている圧電薄膜を確実にかつ容易に形成することができる。

本発明に係る圧電装置の他の特定の局面では、前記第１，第２の電極間に交流電界を印加することにより前記圧電薄膜において励振された横波が用いられる、横波トランスデューサが構成されている。もっとも、本発明においては、横波トランスデューサ以外の弾性波装置や他の圧電装置を構成してもよく、その場合、第１，第２の電極の形成対応は特に限定されない。例えば、本発明に係る圧電装置のさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の電極が、前記圧電薄膜の上面に形成されている。

本発明に係る圧電装置の他の特定の局面では、前記圧電薄膜が形成されている領域を第１の領域、該圧電薄膜を第１の圧電薄膜としたときに、第１の領域とは異なる第２の領域に形成されており、かつｃ軸方向が圧電基板表面に実質的に垂直な方向に配向している第２の圧電薄膜と、第２の圧電薄膜に接するように形成された第３，第４の電極とがさらに備えられている。この場合には、１つの圧電基板上において、ｃ軸方向の配向方向が異なる第１，第２の圧電薄膜を用いた複数種の圧電素子を構成することができる。圧電装置の小型化、多機能化及び高密度化を果たすことができる。

本発明に係る圧電装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の領域において、圧電基板表面が相対的に表面原子配列性が高められており、前記第２の領域において、圧電基板表面が相対的に表面原子配列性が低くされている。この場合には、第１の領域において、基板表面の表面原子配列性が相対的に高められているので、第１の領域において、第１の圧電薄膜を確実に形成することができる。また、第２の領域では、表面原子配列性が相対的に低められているので、前記第２の圧電薄膜を容易にかつ確実に形成することができる。

本発明に係る圧電装置の製造方法は、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択した１種の圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板表面の表面原子配列性を高める処理として、熱処理またはケミカルエッチング処理を施す工程と、前記熱処理またはケミカルエッチング処理を施した後に、前記圧電基板上にＺｎＯまたはＡｌＮ膜からなり、ｃ軸が前記圧電基板表面と実質的に平行である圧電薄膜を成膜する工程と、前記圧電薄膜に接するように第１の電極を形成する工程と、前記圧電薄膜に接するように第２の電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る圧電装置の製造方法のある特定の局面では、前記第１の電極を形成する工程が、金属がドープされた導電性の結晶材料を形成することにより行なわれ、前記第１の電極上に、前記圧電薄膜が形成される。

本発明に係る圧電装置の製造方法の他の特定の局面では、前記第１の電極を形成する前に、前記圧電基板表面の表面原子配列性を高める処理として、前記熱処理またはケミカルエッチング処理を施す。この場合には、表面原子配列性が高められている部分において、第１の電極を上記導電性の結晶材料を成膜することにより形成した場合、第１の電極において、ｃ軸を確実に圧電基板表面に実質的に平行とすることができる。

本発明に係る圧電装置の製造方法の別の特定の局面では、前記圧電薄膜が形成される領域を第１の領域とし、該圧電薄膜を第１の圧電薄膜としたときに、前記第１の領域とは異なる第２の領域において、第２の圧電薄膜を成膜する工程と、前記第２の圧電薄膜に接するように、第３の電極を形成する工程と、前記第２の圧電薄膜に接するように第４の電極を形成する工程とがさらに備えられる。この場合には、第１の領域とは異なる第２の領域において、他の圧電素子を構成することができる。従って、多機能かつ小型の圧電装置を提供することができる。

本発明に係る圧電装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記第３の電極を形成するに先立ち、前記圧電基板表面の第２の領域において相対的に表面原子配列性を低める処理として、イオンビームスパッタリングまたは逆スパッタリングを施す工程をさらに備え、前記圧電基板の第２の領域において、第２の圧電薄膜を形成するに先立ち、前記第３の電極が形成され、該第３の電極上に、前記第２の圧電薄膜が形成される。第２の領域において、表面原子配列性が相対的に低められているので、第３の電極及び第２の圧電薄膜において、ｃ軸を容易にかつ確実に基板表面に実質的に垂直な方向に配向させることができる。

本発明に係る圧電装置の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記第３の電極を形成する工程が、前記第１の電極を形成する工程と同時に同じ材料を用いて行なわれる。この場合には、第３の電極形成工程を、製造工程を増加させることなく、第１の電極形成工程と同時に行ない得るので、コストの低減及び生産性の向上を図ることができる。

本発明に係る圧電装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記第２の圧電薄膜を形成する工程が、前記第１の圧電薄膜を形成する工程と同じ工程で同じ材料を用いて同時に行なわれる。この場合には、第２の圧電薄膜を、第１の圧電薄膜と同じ材料で同時に形成し得るので、製造工程の簡略化及びコストの低減を果たすことができる。

本発明では、上記（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択された１種の圧電基板上に、ＺｎＯまたはＡｌＮからなる圧電薄膜が形成されているが、後述の実施形態の説明から明らかなように、上記特定の圧電単結晶基板上において、ＺｎＯまたはＡｌＮを成膜した場合、ｃ軸が基板表面に実質的に、すなわち、ほぼ平行な方向に配向されている圧電薄膜を形成することができる。従って、従来用いられていなかった結晶性の圧電単結晶基板を用いて、ｃ軸が基板表面にほぼ平行な方向に配置されているＺｎＯまたはＡｌＮからなる圧電薄膜を形成することができる。よって、従来用いることができなかった材料を用いて、横波トランスデューサなどの弾性波装置を含む様々な圧電装置を提供することができる。

また、本発明に係る圧電装置の製造方法では、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択した１種の圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板上にＺｎＯまたはＡｌＮ膜からなる圧電薄膜を、成膜する工程とを備え、前記圧電薄膜を成膜する前に、前記圧電基板表面の表面原子配列性を高める処理として熱処理またはケミカルエッチング処理を施すので、前記各圧電基板を用意し、ＺｎＯまたはＡｌＮを成膜するだけで、ｃ軸が圧電基板表面にほぼ平行となるように成膜された圧電薄膜を形成することができる。よって、例えば横波トランスデューサなどに好適に用いられ得る圧電装置を容易に提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電装置としての弾性表面波装置を示す斜視図である。弾性表面波装置１の製造方法を説明することにより、弾性表面波装置１の構造を明らかにする。

弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。本実施形態では、圧電基板２は、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板からなる。本実施形態の弾性表面波装置１の製造に際しては、先ず、上記（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３からなる圧電基板２を、大気圧下及び大気中にて、熱処理を施す。熱処理により、圧電基板２の表面が平滑化され、表面原子の配列性が高められる。

次に、熱処理された圧電基板２をＲＦスパッタ装置に入れ、低抵抗のＺｎＯ薄膜からなる第１の電極３を圧電基板２上に形成する。第１の電極３は、低抵抗のＺｎＯ薄膜からなり、以下の条件でスパッタリングすることにより形成することができる。

ターゲット：Ａｌがドープされた金属Ｚｎ、基板温度＝２００℃、ガス流量比Ａｒ／（Ａｒ＋Ｏ_２）＝３３％、ＲＦパワー＝１．８ｋＷ。このようにして、膜厚０．１μｍのＺｎＯ薄膜を形成すると、相対的に低い抵抗の導電性を有する結晶性のＺｎＯ薄膜からなる第１の電極３が形成される。この場合、低抵抗のＺｎＯ薄膜は、上記（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板からなる圧電基板２上に上記条件でスパッタリングにより成膜されているので、そのｃ軸が圧電基板２の表面とほぼ平行な方向に配向することとなる。すなわち、上記第１の電極３としての低抵抗のＺｎＯ薄膜は、（１００）配向すなわち、ｃ軸方向が圧電基板２の表面と実質的に平行な方向に配向することとなる。

しかる後、上記第１の下部電極３を形成した後に、弾性表面波を励振するための圧電薄膜４として相対的に高抵抗のＺｎＯ薄膜を成膜する。このＺｎＯ薄膜は、下記の条件でスパッタリングを行なうことにより形成されている。

ターゲット：金属Ｚｎ、基板温度＝２００℃、ガス流量比Ａｒ／（Ａｒ＋Ｏ_２）＝３３％、ＲＦパワー＝１．８ｋＷ。このようにして、膜厚２．６μｍの圧電薄膜４としてのＺｎＯ薄膜４を形成する。

そして成膜された圧電薄膜４は、（１００）配向方向、すなわち、ｃ軸方向が圧電基板２の表面とほぼ平行な方向に配向している。これを、図２のＸ線回折スペクトルを示すことにより明らかにする。

なお、図２に示すＸ線回折スペクトルは、前記圧電薄膜４を成膜した後に、Ｘ線回折スペクトルを測定した結果を示し、図２の矢印Ａで示すピークが（１００）ＺｎＯであり、矢印Ｂで示すピークが（０３０）ＬｉＮｂＯ_３を示し、矢印Ｃで示すピークが（２００）ＺｎＯであることを示す。従って、図２から明らかなように、（１００）ＺｎＯ、すなわち、ｃ軸方向が基板表面にほぼ平行な方向に配列されているＺｎＯ薄膜が形成されていることがわかる。

また、Ｘ線回折スペクトルの結果を極点図法で示した図である図３から明らかなように、ｃ軸の方向がランダムではなく、一定方向に配列されていることがわかる。なお、図３は（１０１）ＺｎＯに対する極点図である。

本実施形態では、上記圧電薄膜４を形成した後に、最後に、Ａｌからなる電極、すなわち、第２の電極５が形成される。図１では、第２の電極５の形成位置が略図的に示されている。

本実施形態では、上記圧電薄膜４が、ｃ軸が圧電基板２の表面と平行に配置されたＺｎＯ薄膜からなるため、第１，第２の電極３，５から交流電界を印加した場合、横波が励振され、従って、横波を用いた弾性波共振子が構成されることになる。

第１，第２の電極３，５から交流電圧を印加し、上記弾性波装置の共振特性を測定したところ、図４に示す結果が得られた。

図４から明らかなように、周波数差Δｆごとにピークが現れており、ＭＨｚ帯の共振子の得られることがわかる。

上記実施形態では、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板を用いた例につき示したが、本発明においては、（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板だけでなく、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板または（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板を用いた場合にも、上記と同様に、ｃ軸が基板表面にほぼ平行に配向されているＺｎＯからなる圧電薄膜を形成し得ることが、本願発明者により確かめられている。

また、ＺｎＯに代えて、ＡｌＮからなる圧電薄膜を成膜した場合にも、同様に、上記結晶方位のＬｉＮｂＯ_３基板またはＬｉＴａＯ_３基板上に形成した場合には、同様に、ｃ軸方向が基板表面にほぼ平行な方向に配向されているＡｌＮ膜を形成し得ることが確かめられている。

上記実施形態では、第１の電極としての低抵抗のＺｎＯ薄膜３及び圧電薄膜４を形成するに先立ち、圧電基板２の表面が熱処理が行なわれていたが、熱処理以外にケミカルエッチングなどの処理を行なってもよく、それによって表面原子の配列性を高めてもよい。もっとも、前記結晶方位の圧電単結晶基板を圧電基板として用いる限り、上記のような処理を必ずしも施さずともよい。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電装置としての弾性表面波装置を示す略図的斜視図である。

本実施形態の弾性表面波装置１１の製造方法を説明することにより、弾性表面波装置１１の構成を明らかにする。

まず、図６（ａ）に示すように、（０１０）面すなわち、ＹカットのＬｉＮｂＯ_３基板からなる圧電基板１２を用意する。この圧電基板１２を、第１の実施形態の場合と同様に大気圧下及び大気中にて、熱処理を施す。

次に、圧電基板１２の上面に図６（ａ）に示すように、フォトレジスト層１３を形成する。

図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより、フォトレジスト層１３をパターニングし、開口部１３ａを形成する。開口部１３ａ内の領域は、ｃ軸方向が圧電基板１２の表面にほぼ垂直な方向に配向するＺｎＯ膜を形成する部分に相当する。この開口部１３ａで囲まれた領域にて、イオンビームスパッタリングを行なうことにより、圧電基板１２の表面を荒す。この粗面化処理、すなわち表面原子の配列性を低める処理は、例えばＡｒイオンを加速電圧５００ｅＶでスパッタリングするイオンビームスパッタリングにより行ない得るが、逆スパッタリングなどの他の方法で行なわれてもよい。

しかる後、フォトレジスト層１３を剥離する。そして、図６（ｃ）に示すように、圧電基板１２の表面に、第１の実施形態の場合と同様にして、相対的に低抵抗のＺｎＯ薄膜からなる第１の電極１４と、第３の電極１５とを形成する。なお、図５に示すように、圧電基板１２上においては、第３の電極１５と同様に、圧電基板１２の表面に第３の電極１６も形成されている。第３の電極１６が形成される領域も、上記開口部１３ａと同様に粗面化処理が施されている。

次に、図６（ｄ）に示すように、第１，第３の電極１４，１５が形成されている部分上に第１の実施形態の圧電薄膜４の形成工程と同様にして、相対的に高抵抗のＺｎＯからなる圧電薄膜１７，１８をスパッタリングにより形成する。この場合、第１の電極１４は、ｃ軸方向が圧電基板１２の基板表面と平行な方向に配向されているので、第１の電極１４上に形成される圧電薄膜１７においてもｃ軸すなわち、（１００）方向が基板表面と実質的に平行な方向に配向されるように圧電薄膜１７が成膜されることになる。

これに対して、表面が荒らされている圧電基板面に形成された第３の電極１５では、低抵抗のＺｎＯ薄膜は、（００１）配向、すなわち、ｃ軸が圧電基板１２の基板表面に実質的に垂直な方向に配向するように形成されている。従って、圧電薄膜１８もまた、第３の電極１５と同様にｃ軸が圧電基板１２の基板表面と実質的に垂直な方向、すなわち、（００１）配向の薄膜１８が形成されることになる。

なお、図５に示した第３の電極１６上にも圧電薄膜１９が形成されるが、この圧電薄膜１９も圧電薄膜１８と同様に、ｃ軸が圧電基板１２の基板表面と実質的に垂直な方向に配向されることになる。

最後に、図６（ｅ）に示すように、第２の電極２０及び第４の電極２１を形成する。この場合、同じ工程で、図５に示す第４の電極２２も形成される。なお、第４の電極２２は櫛歯状電極とされているが、第２の電極２０及び第４の電極２１も櫛歯状電極とされていてもよい。

上記第２の電極２０及び第４の電極２１，２２は、Ａｌ等の適宜の金属により形成され得る。

このようにして弾性表面波装置１１が得られる。弾性表面波装置１１のＸ線回折スペクトルを図７に示す。

図７から明らかなように、矢印Ｄで示すように、（１００）ＺｎＯ薄膜、すなわち、ｃ軸が圧電基板１２の基板表面とほぼ平行な方向に配向している圧電薄膜１７が形成されていることがわかる。

また、矢印Ｅで示すように、（００２）面ＺｎＯ、すなわち、ｃ軸が圧電基板１２の基板表面とほぼ垂直な方向に配向している圧電薄膜１８，１９が形成されていることがわかる。

また、矢印Ｆは、圧電基板による応答であり、矢印Ｇ及びＨは、それぞれ、（２００）面ＺｎＯ、矢印Ｈは、（００４）ＺｎＯであることを示す。

本実施形態の製造方法では、１枚の圧電基板１２を用い、該圧電基板上に、ｃ軸が基板表面とほぼ平行な方向に配向された圧電薄膜１７と、ｃ軸が圧電基板表面とほぼ垂直な方向に配向された圧電薄膜１８，１９とを、同じ材料を用いて同じ工程で形成することができる。これは、圧電基板の表面が粗された第２の領域では、表面の原子配列が乱れるため、低抵抗のＺｎＯ薄膜からなる第３の電極１５を形成した場合、そのｃ軸が圧電基板表面と垂直な方向に配向することになると考えられる。

これに対して、圧電薄膜１７が形成される第１の領域では、第１の実施形態の場合と同様に、下地の第１の電極１４を形成している低抵抗のＺｎＯ圧電薄膜は、ｃ軸が圧電基板表面とほぼ平行な方向に配向されているため、圧電薄膜１７のｃ軸も圧電基板表面とほぼ平行な方向に配向されることによると考えられる。

上記のように、圧電基板表面に相対的に表面原子配列性が高い第１の領域と、相対的に表面原子配列性が低い第２の領域とを有するように加工することにより、圧電基板上に、ｃ軸が圧電基板表面に実質的に平行な圧電薄膜と、ｃ軸が圧電基板表面に実質的に垂直な圧電薄膜とを同じ工程でしかも同じ材料を用いて形成することができる。

なお、第１，第２の実施形態では、圧電基板上に、第１の電極として低抵抗のＺｎＯ薄膜を形成した後に、圧電薄膜４，１７を形成したが、第１の電極を形成せず、ＺｎＯまたはＡｌＮからなる相対的に高抵抗の弾性波励振用の圧電薄膜を直接スパッタリング等により形成してもよい。その場合には、圧電基板として、前述した（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択した１種の圧電基板を用いる限り、ＺｎＯまたはＡｌＮからなる弾性波励振用圧電薄膜は、そのｃ軸方向が基板表面にほぼ平行な方向に配向されることになる。

圧電基板表面に直接弾性波励振用圧電薄膜が形成された場合、圧電薄膜の上面に第１，第２の電極が形成されていてもよい。

すなわち、本発明において、第１，第２の電極は、圧電薄膜に接し、圧電装置において該圧電薄膜に電界を与え得る限り、圧電薄膜の上下に形成される必要は必ずしもない。

上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、圧電薄膜４，１７が形成されている部分では、上下の第１，第２の電極から交流電界が印可された場合横波が励振されるが、横波以外の他の弾性波を利用してもよい。

さらに、本発明は、横波などの弾性波を利用した弾性波共振子や弾性波フィルタに限らず、弾性波以外の圧電現象を利用した圧電装置に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る圧電装置の構成を説明するための略図的斜視図。図１に示した圧電装置のＸ線回折スペクトルを示す図。図２に示したＸ線回折スペクトルの結果を極点図法に従って表した図。第１の実施形態に係る圧電装置の周波数特性を示す図。第２の実施形態に係る圧電装置の略図的斜視図。（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態の圧電装置の製造方法を説明するための略図的正面断面図。第２の実施形態の圧電装置のＸ線回折スペクトルを示す図。従来の電子部品の一例を説明するための略図的部分切欠正面断面図。

符号の説明

１…圧電装置としての弾性波装置
２…圧電基板
３…第１の電極
４…圧電薄膜
５…第２の電極
１１…弾性波装置
１２…圧電基板
１３…フォトレジスト層
１３ａ…開口部
１４…第１の電極
１５…第３の電極
１６…第３の電極
１７…圧電薄膜
１８，１９…圧電薄膜
２０…第２の電極
２１…第４の電極
２２…第４の電極

Claims

（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択された１種の圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されており、ｃ軸方向が基板表面に実質的に平行な方向に配向されているＺｎＯまたはＡｌＮからなる圧電薄膜と、
前記圧電薄膜に接するように形成された第１，第２の電極とを備えることを特徴とする、圧電装置。
前記第１の電極が前記圧電薄膜の下面に、前記第２の電極が該圧電薄膜の上面に形成されており、前記第１の電極が前記圧電基板上において、そのｃ軸が圧電基板表面と実質的に平行となるように形成された導電性の結晶からなる、請求項１に記載の圧電装置。
前記第１，第２の電極間に交流電界を印加することにより前記圧電薄膜において励振された横波が用いられる横波トランスデューサが構成されている、請求項１または２に記載の圧電装置。
前記第１，第２の電極が、前記圧電薄膜の上面に形成されている、請求項１に記載の圧電装置。
前記圧電薄膜が形成されている領域を第１の領域、該圧電薄膜を第１の圧電薄膜としたときに、第１の領域とは異なる第２の領域に形成されており、かつｃ軸方向が圧電基板表面に実質的に垂直な方向に配向されている第２の圧電薄膜と、第２の圧電薄膜に接するように形成された第３，第４の電極とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電装置。
前記第１の領域において、圧電基板表面が相対的に表面原子配列性が高められており、前記第２の領域において、圧電基板表面が相対的に表面原子配列性が低くされている、請求項５に記載の圧電装置。
（０１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０バー１０）面ＬｉＮｂＯ_３基板、（０１０）面ＬｉＴａＯ_３基板及び（０バー１０）面ＬｉＴａＯ_３基板からなる群から選択した１種の圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板表面の表面原子配列性を高める処理として、熱処理またはケミカルエッチング処理を施す工程と、
前記熱処理またはケミカルエッチング処理を施した後に、前記圧電基板上にＺｎＯまたはＡｌＮ膜からなり、ｃ軸が前記圧電基板表面と実質的に平行である圧電薄膜を成膜する工程と、
前記圧電薄膜に接するように第１の電極を形成する工程と、
前記圧電薄膜に接するように第２の電極を形成する工程とを備える、圧電装置の製造方法。
前記第１の電極を形成する工程が、金属がドープされた導電性の結晶材料を、形成することにより行なわれ、前記第１の電極上に、前記圧電薄膜が形成される、請求項７に記載の圧電装置の製造方法。
前記第１の電極を形成する前に、前記圧電基板表面の表面原子配列性を高める処理として、前記熱処理またはケミカルエッチング処理を施す、請求項８に記載の圧電装置の製造方法。
前記圧電薄膜が形成される領域を第１の領域とし、該圧電薄膜を第１の圧電薄膜としたときに、前記第１の領域とは異なる第２の領域において、第２の圧電薄膜を成膜する工程と、
前記第２の圧電薄膜に接するように、第３の電極を形成する工程と、
前記第２の圧電薄膜に接するように第４の電極を形成する工程とをさらに備える、請求項７〜９のいずれか１項に記載の圧電装置の製造方法。
前記第３の電極を形成するに先立ち、前記圧電基板表面の第２の領域において相対的に表面原子配列性を低める処理として、イオンビームスパッタリングまたは逆スパッタリングを施す工程をさらに備え、前記圧電基板の第２の領域において、第２の圧電薄膜を形成するに先立ち、前記第３の電極が形成され、該第３の電極上に、前記第２の圧電薄膜が形成される、請求項１０に記載の圧電装置の製造方法。
前記第３の電極を形成する工程が、前記第１の電極を形成する工程と同時に同じ材料を用いて行なわれる、請求項１１に記載の圧電装置の製造方法。
前記第２の圧電薄膜を形成する工程が、前記第１の圧電薄膜を形成する工程と同じ工程で同じ材料を用いて同時に行なわれる、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の圧電装置の製造方法。