JPH0115210B2 - - Google Patents
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- JPH0115210B2 JPH0115210B2 JP57114450A JP11445082A JPH0115210B2 JP H0115210 B2 JPH0115210 B2 JP H0115210B2 JP 57114450 A JP57114450 A JP 57114450A JP 11445082 A JP11445082 A JP 11445082A JP H0115210 B2 JPH0115210 B2 JP H0115210B2
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- oxide thin
- thin film
- vibrator
- electrode
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- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical class [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 39
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/131—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は安定な特性を示す酸化亜鉛薄膜の電
極構造に関する。
極構造に関する。
酸化亜鉛薄膜は弾性表面波装置、音叉振動子、
音片振動子などの圧電体として使用されている。
この酸化亜鉛薄膜の使用例を音叉振動子にもとづ
いて説明する。
音片振動子などの圧電体として使用されている。
この酸化亜鉛薄膜の使用例を音叉振動子にもとづ
いて説明する。
第1図は音叉振動子の一例を示す側面図であ
る。
る。
図において、1は音叉振動子の本体、2,3は
この本体1の脚部を示し、脚部2,3の側壁2
a,3aには酸化亜鉛薄膜4,5が形成されてい
る。この酸化亜鉛薄膜4,5は真空蒸着法、スパ
ツタリング法、イオンプレーテイング法などによ
り形成される。6,7は酸化亜鉛薄膜4,5の上
に形成されたAl電極を示す。
この本体1の脚部を示し、脚部2,3の側壁2
a,3aには酸化亜鉛薄膜4,5が形成されてい
る。この酸化亜鉛薄膜4,5は真空蒸着法、スパ
ツタリング法、イオンプレーテイング法などによ
り形成される。6,7は酸化亜鉛薄膜4,5の上
に形成されたAl電極を示す。
このAl電極6,7は安価でボンデイングがで
きることから選ばれたもので、電子ビーム蒸着法
などにより3000〜10000Åの膜厚の範囲で形成さ
れる。
きることから選ばれたもので、電子ビーム蒸着法
などにより3000〜10000Åの膜厚の範囲で形成さ
れる。
しかしながら、上記したような酸化亜鉛薄膜の
電極構造では次のような欠点が見られる。つま
り、Al電極そのものが高い親和性を示すため、
酸化亜鉛薄膜中にAlが拡散し、電気的特性が劣
化するという欠点がある。すなわち、2価の半導
体である酸化亜鉛に3価であるAlが拡散するこ
とによつて酸化亜鉛薄膜の電気的特性、たとえば
振動周波数を大きく変化させるという現象が認め
られた。また高温負荷寿命試験を行うと、さらに
上記した現象が促進され、電気的特性の劣化が一
層大きなものとなつた。
電極構造では次のような欠点が見られる。つま
り、Al電極そのものが高い親和性を示すため、
酸化亜鉛薄膜中にAlが拡散し、電気的特性が劣
化するという欠点がある。すなわち、2価の半導
体である酸化亜鉛に3価であるAlが拡散するこ
とによつて酸化亜鉛薄膜の電気的特性、たとえば
振動周波数を大きく変化させるという現象が認め
られた。また高温負荷寿命試験を行うと、さらに
上記した現象が促進され、電気的特性の劣化が一
層大きなものとなつた。
したがつて、酸化亜鉛薄膜を形成するに当つて
は、電極を含めた構成全体について考慮する必要
があり、従来の電極構成にさらに改良を施さなけ
ればならなかつた。
は、電極を含めた構成全体について考慮する必要
があり、従来の電極構成にさらに改良を施さなけ
ればならなかつた。
この発明はかかる背景からなされたものであ
り、安定な特性を示す酸化亜鉛薄膜の電極構造を
提供することを目的とする。
り、安定な特性を示す酸化亜鉛薄膜の電極構造を
提供することを目的とする。
以下この発明を実施例にもとづいて詳細に説明
する。
する。
第2図はこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極
構造を音叉振動子に適用した例を示す側面図であ
る。
構造を音叉振動子に適用した例を示す側面図であ
る。
11はエリンバなどからなる金属音叉、12は
酸化亜鉛薄膜、13はNi層、14はAl電極であ
る。このうちNi層13は電子ビーム法、スパツ
タリング法、イオンビーム法、抵抗加熱蒸着法な
どによつて形成される。
酸化亜鉛薄膜、13はNi層、14はAl電極であ
る。このうちNi層13は電子ビーム法、スパツ
タリング法、イオンビーム法、抵抗加熱蒸着法な
どによつて形成される。
第3図は屈曲振動モードの音片振動子にこの発
明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造を適用した例
を示した斜視図である。
明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造を適用した例
を示した斜視図である。
図において、21は振動子本体を示し、振動子
22とこれを支持部24で支持している枠体23
から構成されている。25は酸化亜鉛薄膜で振動
子22の表面に形成されている。26は酸化亜鉛
薄膜25の上に形成されたNi層、27はNi層2
6の上に形成されたAl電極である。
22とこれを支持部24で支持している枠体23
から構成されている。25は酸化亜鉛薄膜で振動
子22の表面に形成されている。26は酸化亜鉛
薄膜25の上に形成されたNi層、27はNi層2
6の上に形成されたAl電極である。
第4図は同じくこの発明を他の屈曲振動モード
の振動子に適用した例の側面図である。
の振動子に適用した例の側面図である。
図において、31はセラミクス、プラスチツ
ク、ゴムなどの基板、この基板31表面には、
Al電極32、Ni層33、酸化亜鉛薄膜34、Ni
層35、およびAl電極36が順次形成されてい
る。
ク、ゴムなどの基板、この基板31表面には、
Al電極32、Ni層33、酸化亜鉛薄膜34、Ni
層35、およびAl電極36が順次形成されてい
る。
第5図は同じくこの発明を拡がり振動モードの
振動子に適用した例を示す側面図である。
振動子に適用した例を示す側面図である。
図において、41は酸化亜鉛薄膜、42は酸化
亜鉛薄膜41の両面に形成されたNi層、43は
Ni層42の上に形成されたAl電極である。
亜鉛薄膜41の両面に形成されたNi層、43は
Ni層42の上に形成されたAl電極である。
第6図は同じくこの発明を厚み振動モードの振
動子に適用した例を示す側面図である。
動子に適用した例を示す側面図である。
図において、51はSi、SiO2などからなる基
板、基板51の上にはAl電極52、Ni層53が
順次形成されている。さらにNi層53の上には
酸化亜鉛薄膜54が形成されている。この酸化亜
鉛薄膜54が形成されている位置に相当する基板
51には空部51aが形成されている。酸化亜鉛
薄膜54の上にはNi層55、およびAl電極56
が順次積層して形成されている。
板、基板51の上にはAl電極52、Ni層53が
順次形成されている。さらにNi層53の上には
酸化亜鉛薄膜54が形成されている。この酸化亜
鉛薄膜54が形成されている位置に相当する基板
51には空部51aが形成されている。酸化亜鉛
薄膜54の上にはNi層55、およびAl電極56
が順次積層して形成されている。
次に具体的な実施例として、第2図に示した音
叉振動子についてこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜
の電極構造を適用した例を説明する。
叉振動子についてこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜
の電極構造を適用した例を説明する。
第2図を参照して説明すれば、振動子11の上
にスパツタリング法により酸化亜鉛薄膜12を形
成し、その上にNiを層13を電子ビーム法によ
り350Åの厚みに形成し、さらにその上に厚みが
1μからなるAl電極14を電子ビーム法により形
成した。このようにして振動周波数32KHzの振動
子を作成した。
にスパツタリング法により酸化亜鉛薄膜12を形
成し、その上にNiを層13を電子ビーム法によ
り350Åの厚みに形成し、さらにその上に厚みが
1μからなるAl電極14を電子ビーム法により形
成した。このようにして振動周波数32KHzの振動
子を作成した。
この振動子に直流電圧20Vを印加し、120℃の
温度に10000時間放置した。このときの振動周波
数の経時変化特性を試料数20個について測定した
ところ第7図に示すような結果が得られた。図中
実線はこの実施例によるものである。また破線は
従来例のAl電極のみからなるものについて、同
様にして測定した結果を示したものである。この
振動周波数の経時変化特性(ΔF/Fo)は次式よ
り求めた。
温度に10000時間放置した。このときの振動周波
数の経時変化特性を試料数20個について測定した
ところ第7図に示すような結果が得られた。図中
実線はこの実施例によるものである。また破線は
従来例のAl電極のみからなるものについて、同
様にして測定した結果を示したものである。この
振動周波数の経時変化特性(ΔF/Fo)は次式よ
り求めた。
ΔF/Fo=振動周波数の経時変化値−振
動周波数の初期値/振動周波数の初期値(ppm) また、直列共振抵抗(Ro)についても同様に
測定し、その結果を第8図にそれぞれ示した。
動周波数の初期値/振動周波数の初期値(ppm) また、直列共振抵抗(Ro)についても同様に
測定し、その結果を第8図にそれぞれ示した。
第7図〜第8図から明らかなように、この発明
にかかるものは、従来例にくらべて、振動周波数
の経時変化が小さく、またRoの経時変化が小さ
くかつその値も小さいなどの効果が得られてい
る。
にかかるものは、従来例にくらべて、振動周波数
の経時変化が小さく、またRoの経時変化が小さ
くかつその値も小さいなどの効果が得られてい
る。
ここで、Roを測定したのは次のような理由に
よる。
よる。
まず、酸化亜鉛薄膜についてその等価回路を示
せば第9図のようになる。図中、Cdは並列容量
を示し、酸化亜鉛薄膜をコンデンサとして考えた
場合の静電容量に近い値である。Roは直列共振
抵抗、Coは等価容量、Loは等価インダクタンス
である。
せば第9図のようになる。図中、Cdは並列容量
を示し、酸化亜鉛薄膜をコンデンサとして考えた
場合の静電容量に近い値である。Roは直列共振
抵抗、Coは等価容量、Loは等価インダクタンス
である。
Roは第10図に示したインピーダンスと周波
数の関係から、直列共振周波数(o)に対応し、
このRoが大きくなれば発振に大きな増幅度が必
要となり、発振条件の低下をもたらすことになる
ことが伺える。
数の関係から、直列共振周波数(o)に対応し、
このRoが大きくなれば発振に大きな増幅度が必
要となり、発振条件の低下をもたらすことになる
ことが伺える。
第8図から明らかなように、この発明の実施例
によれば、従来例のAl電極のものにくらべRoの
経時変化が小さく、このことからこの発明にかか
る酸化亜鉛薄膜の電極構造は安定な電気的特性を
有するとともに、高温負荷寿命試験に対しても安
定した特性を示すものであると理解することがで
き、安定した発振を期待することができる。
によれば、従来例のAl電極のものにくらべRoの
経時変化が小さく、このことからこの発明にかか
る酸化亜鉛薄膜の電極構造は安定な電気的特性を
有するとともに、高温負荷寿命試験に対しても安
定した特性を示すものであると理解することがで
き、安定した発振を期待することができる。
以上この発明によれば、酸化亜鉛薄膜とAl電
極との間にAlの拡散防止層としてNi層を介在さ
せたものであり、従来のものにくらべて実用上十
分な特性を示す酸化亜鉛薄膜を提供することがで
きる。特にこの発明によれば、高温負荷寿命試験
に対してRoの変化が小さく、周波数変化が少な
いなど信頼性の高い酸化亜鉛薄膜が得られる。
極との間にAlの拡散防止層としてNi層を介在さ
せたものであり、従来のものにくらべて実用上十
分な特性を示す酸化亜鉛薄膜を提供することがで
きる。特にこの発明によれば、高温負荷寿命試験
に対してRoの変化が小さく、周波数変化が少な
いなど信頼性の高い酸化亜鉛薄膜が得られる。
第1図は音叉振動子の一例を示す側面図、第2
図は音叉振動子にこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜
の電極構造を適用した例を示す側面図、第3図は
音片振動子にこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電
極構造を適用した例の斜視図、第4図〜第6図は
同じくこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造
を各振動子に適用した例の側面図、第7図はこの
発明の具体的実施例にもとづく振動周波数の経時
変化特性図、第8図は同じくRoの経時変化特性
図、第9図は酸化亜鉛薄膜の等価回路図、第10
図はインピーダンスと周波数の関係特性図であ
る。 11……基板、12……酸化亜鉛薄膜、13…
…Ni層、14……Al電極。
図は音叉振動子にこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜
の電極構造を適用した例を示す側面図、第3図は
音片振動子にこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電
極構造を適用した例の斜視図、第4図〜第6図は
同じくこの発明にかかる酸化亜鉛薄膜の電極構造
を各振動子に適用した例の側面図、第7図はこの
発明の具体的実施例にもとづく振動周波数の経時
変化特性図、第8図は同じくRoの経時変化特性
図、第9図は酸化亜鉛薄膜の等価回路図、第10
図はインピーダンスと周波数の関係特性図であ
る。 11……基板、12……酸化亜鉛薄膜、13…
…Ni層、14……Al電極。
Claims (1)
- 1 酸化亜鉛薄膜表面とAl電極との間にNi層を
介在させたことを特徴とする酸化亜鉛薄膜の電極
構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57114450A JPS595725A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
US06/509,028 US4445066A (en) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Electrode structure for a zinc oxide thin film transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57114450A JPS595725A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS595725A JPS595725A (ja) | 1984-01-12 |
JPH0115210B2 true JPH0115210B2 (ja) | 1989-03-16 |
Family
ID=14638031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57114450A Granted JPS595725A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 酸化亜鉛薄膜の電極構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS595725A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009060478A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電振動片の製造方法及び音叉型圧電振動片 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57114450A patent/JPS595725A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS595725A (ja) | 1984-01-12 |
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