JPH0763101B2 - 圧電変換器およびその製造方法 - Google Patents
圧電変換器およびその製造方法Info
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- JPH0763101B2 JPH0763101B2 JP1944685A JP1944685A JPH0763101B2 JP H0763101 B2 JPH0763101 B2 JP H0763101B2 JP 1944685 A JP1944685 A JP 1944685A JP 1944685 A JP1944685 A JP 1944685A JP H0763101 B2 JPH0763101 B2 JP H0763101B2
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電変換器およびその製造方法に関し、特に
薄膜圧電変換器の圧電体を圧電性の優れたチタン酸鉛
（PbTiO3）で形成するのに好適な圧電変換器およびその
製造方法に関するものである。
薄膜圧電変換器の圧電体を圧電性の優れたチタン酸鉛
（PbTiO3）で形成するのに好適な圧電変換器およびその
製造方法に関するものである。
従来、チタン酸鉛（PbTiO3）は、強誘電相（正方晶系）
において大きな結晶格子異方性と自発分極Psを持つこと
が知られている。
において大きな結晶格子異方性と自発分極Psを持つこと
が知られている。
また、強誘電体結晶における圧電性は、一般に自発分極
Psの大きさに比例すると考えられることから、チタン酸
鉛（PbTiO3）の結晶にも、大きな圧電性が有されてい
る。
Psの大きさに比例すると考えられることから、チタン酸
鉛（PbTiO3）の結晶にも、大きな圧電性が有されてい
る。
しかし、実際上はチタン酸鉛（PbTiO3）を実用的な大き
さに単結晶で製作することが困難であるので、現在はそ
のセラミックスが使用されている。ところがチタン酸鉛
（PbTiO3）をセラミックスにしたのでは、結晶軸がラン
ダムな方向を向いた結晶粒の集まりとなってしまい、自
発分極Psが大きいというチタン酸鉛（PbTiO3）の特性を
充分活かせない。
さに単結晶で製作することが困難であるので、現在はそ
のセラミックスが使用されている。ところがチタン酸鉛
（PbTiO3）をセラミックスにしたのでは、結晶軸がラン
ダムな方向を向いた結晶粒の集まりとなってしまい、自
発分極Psが大きいというチタン酸鉛（PbTiO3）の特性を
充分活かせない。
上記のことは、薄膜化で使用する場合も同様であり、結
晶軸の方向がランダムな多結晶薄膜では、充分な特性は
期待できない。そこで対策としては、高価な単結晶基板
を用いて、そこにエピタキシャル成長させる試みが行わ
れている。
晶軸の方向がランダムな多結晶薄膜では、充分な特性は
期待できない。そこで対策としては、高価な単結晶基板
を用いて、そこにエピタキシャル成長させる試みが行わ
れている。
チタン酸鉛（PbTiO3）薄膜を圧電変換器あるいは焦電変
換器として用いる場合には、下地に電極を設ける必要が
ある。そこで単結晶基板を用いて、先ず電極膜を形成
し、その上に圧電性薄膜を形成して素子化する試みが行
われている。例えば、1984年春季第31回応用物理学関係
連合講演会予稿集P240（講演番号1p−Ｈ−６）「Ｃ軸配
向PbTiO3薄膜の誘電特性」に記載されているように、酸
化マグネシウム（MgO）単結晶基板上に電極として白金
（Pt）膜をＣ軸配向させ、その電極上にチタン酸鉛（Pb
TiO3）薄膜をＣ軸配向させている。
換器として用いる場合には、下地に電極を設ける必要が
ある。そこで単結晶基板を用いて、先ず電極膜を形成
し、その上に圧電性薄膜を形成して素子化する試みが行
われている。例えば、1984年春季第31回応用物理学関係
連合講演会予稿集P240（講演番号1p−Ｈ−６）「Ｃ軸配
向PbTiO3薄膜の誘電特性」に記載されているように、酸
化マグネシウム（MgO）単結晶基板上に電極として白金
（Pt）膜をＣ軸配向させ、その電極上にチタン酸鉛（Pb
TiO3）薄膜をＣ軸配向させている。
しかし、上記の方法においては、圧電物質とほぼ等しい
格子定数を有する極く限られた単結晶基板しか使用でき
ない。これに対して、最近では素子を集積化する要求が
強いことから、シリコン（Si）基板上にZnOなどの圧電
薄膜を形成してモノリシック構造の圧電素子を構成する
試みが行われている。このことから、シリコン（Si）な
どの半導体基板上にも圧電薄膜を容易に形成できる方法
の実現が待たれていた。
格子定数を有する極く限られた単結晶基板しか使用でき
ない。これに対して、最近では素子を集積化する要求が
強いことから、シリコン（Si）基板上にZnOなどの圧電
薄膜を形成してモノリシック構造の圧電素子を構成する
試みが行われている。このことから、シリコン（Si）な
どの半導体基板上にも圧電薄膜を容易に形成できる方法
の実現が待たれていた。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、優れ
たＣ軸配向性を有する圧電体（特にチタン酸鉛）PbTi
O3））の薄膜を基板に形成するときに、基板の材質が限
定されることなく、（100）配向の白金（Pt）電極膜が
容易に形成でき、圧電性の優れた圧電変換器を安価に得
ることのできる圧電変換器およびその製造方法を提供す
ることにある。
たＣ軸配向性を有する圧電体（特にチタン酸鉛）PbTi
O3））の薄膜を基板に形成するときに、基板の材質が限
定されることなく、（100）配向の白金（Pt）電極膜が
容易に形成でき、圧電性の優れた圧電変換器を安価に得
ることのできる圧電変換器およびその製造方法を提供す
ることにある。
上記目的を達成するため、本発明の圧電変換器およびそ
の製造方法は、基板面に山形のグレーティングを形成
し、該グレーティングが形成された基板上に白金（Pt）
膜を形成して、該白金（Pt）膜上に圧電体の薄膜を形成
し、該圧電体上に上部電極を形成することに特徴があ
る。
の製造方法は、基板面に山形のグレーティングを形成
し、該グレーティングが形成された基板上に白金（Pt）
膜を形成して、該白金（Pt）膜上に圧電体の薄膜を形成
し、該圧電体上に上部電極を形成することに特徴があ
る。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
本発明による圧電変換器は、細いグレーティングを形成
した基板上に、単結晶薄膜を形成するグラフォエピタキ
シー（製法）によって白金（Pt）電極膜を形成してい
る。
した基板上に、単結晶薄膜を形成するグラフォエピタキ
シー（製法）によって白金（Pt）電極膜を形成してい
る。
グラフォエピタキシーの技術によれば、単結晶板を基板
として用いる必要がなく、安価な非晶質基板（例えば、
石英ガラス）面に、第４図，第５図に示すように、70.5
°の角度でグレーティングを形成して用いれば良い。た
だし、同図の101は基板、102はグレーティング、103は
白金（Pt）電極膜である。
として用いる必要がなく、安価な非晶質基板（例えば、
石英ガラス）面に、第４図，第５図に示すように、70.5
°の角度でグレーティングを形成して用いれば良い。た
だし、同図の101は基板、102はグレーティング、103は
白金（Pt）電極膜である。
白金（Pt）は、強い（111）配向性を有することから第
４図に示すようなグレーティング102を利用することに
より、（100）配向の膜を容易に利用できる。
４図に示すようなグレーティング102を利用することに
より、（100）配向の膜を容易に利用できる。
（100）配向の白金（Pt）電極膜上には、Ｃ軸配向性の
優れたチタン酸鉛（PbTiO3）の薄膜を形成することがで
き、さらにその上に上部電極を蒸着などによって設ける
ことにより、チタン酸鉛（PbTiO3）本来の特性を活かす
優れた圧電変換器を得ることができる。
優れたチタン酸鉛（PbTiO3）の薄膜を形成することがで
き、さらにその上に上部電極を蒸着などによって設ける
ことにより、チタン酸鉛（PbTiO3）本来の特性を活かす
優れた圧電変換器を得ることができる。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の第一の実施例を示す
圧電変換器の外観および断面図である。
圧電変換器の外観および断面図である。
第１図（ａ），（ｂ）において、１は石英ガラスの基
板、２はグレーティグ、３は白金（Pt）電極膜、４はチ
タン酸鉛（PbTiO3）薄膜、５は上部電極である。
板、２はグレーティグ、３は白金（Pt）電極膜、４はチ
タン酸鉛（PbTiO3）薄膜、５は上部電極である。
圧電変換器を製作する場合、先ず、基板１には、円柱状
（10mmφ×10mm）の両端面を光学研磨した石英ガラスを
用い、その一方の端面に、レーザ光の干渉光を用いてマ
スクパターンを作り、イオンミリング法によって第４
図，第５図に示すような、ピッチ0.3μm,角度70.5°の
山形のグレーティング２を形成する。
（10mmφ×10mm）の両端面を光学研磨した石英ガラスを
用い、その一方の端面に、レーザ光の干渉光を用いてマ
スクパターンを作り、イオンミリング法によって第４
図，第５図に示すような、ピッチ0.3μm,角度70.5°の
山形のグレーティング２を形成する。
次に、第５図に示すようにグレーティング２が形成され
た基板１上に、下部電極として約100nmの白金（Pt）電
極膜３を蒸着する。なお、Ｘ線回折による評価では、ほ
ぼ（100）配向の白金（Pt）電極膜３である。
た基板１上に、下部電極として約100nmの白金（Pt）電
極膜３を蒸着する。なお、Ｘ線回折による評価では、ほ
ぼ（100）配向の白金（Pt）電極膜３である。
続いて、蒸着形成された白金（Pt）電極膜３上に、圧電
体としてチタン酸鉛（PbTiO3）を主成分とする薄膜４を
高周波マグネトロンスパッタリングによって形成する。
なお、圧電性を高めるために添加する他の微少成分とし
ては、ジルコン（Zr），マグネシウム（Mg）などがあ
る。また、スパッタリング条件は、基板温度が550℃,Ar
−O2ガス（90％−10％）の圧力が3Pa,スパッタリング時
間が10hであり、形成された膜厚は約３μｍである。さ
らに、再び行ったＸ線回折による評価では、（00l）の
強い回折線ピークと（h00）の弱い回折線ピークが現わ
れ、ほぼＣ軸配向の薄膜４である。ただし、上記l,hの
値は1,2,3である。
体としてチタン酸鉛（PbTiO3）を主成分とする薄膜４を
高周波マグネトロンスパッタリングによって形成する。
なお、圧電性を高めるために添加する他の微少成分とし
ては、ジルコン（Zr），マグネシウム（Mg）などがあ
る。また、スパッタリング条件は、基板温度が550℃,Ar
−O2ガス（90％−10％）の圧力が3Pa,スパッタリング時
間が10hであり、形成された膜厚は約３μｍである。さ
らに、再び行ったＸ線回折による評価では、（00l）の
強い回折線ピークと（h00）の弱い回折線ピークが現わ
れ、ほぼＣ軸配向の薄膜４である。ただし、上記l,hの
値は1,2,3である。
続いて、チタン酸鉛（PbTiO3）薄膜４上に、上部電極５
としてクロム（Cr）と金（Au）を5mmφのマスクを使っ
て蒸着する。
としてクロム（Cr）と金（Au）を5mmφのマスクを使っ
て蒸着する。
その後に、試料の温度を200℃に保ちながら、両電極に1
00KV/cmの直流電圧を約20分間印加し、分極処理を行
う。
00KV/cmの直流電圧を約20分間印加し、分極処理を行
う。
上記の方法で製作した圧電変換器をパルスエコー法によ
り感度の測定を行う。すなわち、両電極間にバースト波
を印加して超音波を発生させ、円柱状石英ガラスの他方
の端面から反射して帰ってくるエコー強度を周波数0.1
〜1.2GHzの範囲で測定する。これで得られた周波数特性
から電気機械結合係数を計算すると、0.62の値が得られ
た。この値がセラミックスの値（0.5以下）より大きい
ことから、圧電体であるチタン酸鉛（PbTiO3）はＣ軸配
向されて、その特性を現わしている。
り感度の測定を行う。すなわち、両電極間にバースト波
を印加して超音波を発生させ、円柱状石英ガラスの他方
の端面から反射して帰ってくるエコー強度を周波数0.1
〜1.2GHzの範囲で測定する。これで得られた周波数特性
から電気機械結合係数を計算すると、0.62の値が得られ
た。この値がセラミックスの値（0.5以下）より大きい
ことから、圧電体であるチタン酸鉛（PbTiO3）はＣ軸配
向されて、その特性を現わしている。
また、上述したチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜４のスパッタ
蒸着において、スパッタリング条件を導入ガスの圧力を
3Paとし、基板の温度を200℃に変更して行い、その後、
上述と同様にＸ線回折による評価を行ったところ、顕著
な回折線は現われず非晶質の薄膜であったので、700℃
にて８時間の熱処理を実施した後、再びＸ線回折による
評価を行ったところ、（00l）の強い回折線と（h00）の
弱い回折線が現われたことから、Ｃ軸配向して結晶化し
ている。
蒸着において、スパッタリング条件を導入ガスの圧力を
3Paとし、基板の温度を200℃に変更して行い、その後、
上述と同様にＸ線回折による評価を行ったところ、顕著
な回折線は現われず非晶質の薄膜であったので、700℃
にて８時間の熱処理を実施した後、再びＸ線回折による
評価を行ったところ、（00l）の強い回折線と（h00）の
弱い回折線が現われたことから、Ｃ軸配向して結晶化し
ている。
このことから、（111）配向した白金（Pt）電極膜３上
に非晶質のチタン酸鉛（PbTiO3）を形成した後に、一定
条件下の熱処理を行うという方法によっても、Ｃ軸配向
されたチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜４を形成することがで
きる。
に非晶質のチタン酸鉛（PbTiO3）を形成した後に、一定
条件下の熱処理を行うという方法によっても、Ｃ軸配向
されたチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜４を形成することがで
きる。
上記の方法で形成されたチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜４上
に、上述と同様、上部電極５を形成した後、上述と同
様、分極処理を実施し、パルエコー法を行って、電極機
械結合係数を計算すると、0.58の値が得られる。
に、上述と同様、上部電極５を形成した後、上述と同
様、分極処理を実施し、パルエコー法を行って、電極機
械結合係数を計算すると、0.58の値が得られる。
このことからも、山形のグレーティングを形成した基板
１を用いた場合は、その上に形成する白金（Pt）電極膜
３が（100）配向となり、さらにその上に形成するチタ
ン酸鉛（PbTiO3）薄膜４がＣ軸配向となるので、電気機
械結合係数がセラミクス状チタン酸鉛（PbTiO3）の値を
超える圧電性の高い圧電変換器を実現できる。
１を用いた場合は、その上に形成する白金（Pt）電極膜
３が（100）配向となり、さらにその上に形成するチタ
ン酸鉛（PbTiO3）薄膜４がＣ軸配向となるので、電気機
械結合係数がセラミクス状チタン酸鉛（PbTiO3）の値を
超える圧電性の高い圧電変換器を実現できる。
第２図は、上述と同様の方法で製作したアレー型圧電変
換器の平面図および断面図である。
換器の平面図および断面図である。
第２図において、11は石英ガラスの基板、12はグレーテ
ィング、13は白金（Pt）電極膜、14はチタン酸鉛（PbTi
O3）薄膜、15は上部電極、16はグレーティングのある
（圧電活性）部分、17はグレーティングのない部分であ
る。
ィング、13は白金（Pt）電極膜、14はチタン酸鉛（PbTi
O3）薄膜、15は上部電極、16はグレーティングのある
（圧電活性）部分、17はグレーティングのない部分であ
る。
アレー変換器を製作する場合は、先ず、石英ガラスの基
板11面の部分16で示す各領域に、上述と同じグレーティ
ング12を形成する。次に、その基板11上に白金（Pt）電
極膜13を蒸着すると、部分16では（100）配向の単結晶
膜になるが、部分17では（111）配向性をもつ多結晶膜
になる。続いて、その白金（Pt）電極膜13上にチタン酸
鉛（PbTiO3）薄膜14を形成すると、白金（Pt）電極膜13
が（100）配向している所（すなわち、部分16）の上で
はチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜14もＣ軸配向し、一方の白
金（Pt）多結晶膜（すなわち、部分17）上ではチタン酸
鉛（PbTiO3）薄膜14も多結晶膜となる。続いて、チタン
酸鉛（PbTiO3）がＣ軸配向している部分16上に上部電極
15を蒸着し、その後分極処理を行えば、部分16のみが圧
電活性となり、圧電変換素子が形成される。
板11面の部分16で示す各領域に、上述と同じグレーティ
ング12を形成する。次に、その基板11上に白金（Pt）電
極膜13を蒸着すると、部分16では（100）配向の単結晶
膜になるが、部分17では（111）配向性をもつ多結晶膜
になる。続いて、その白金（Pt）電極膜13上にチタン酸
鉛（PbTiO3）薄膜14を形成すると、白金（Pt）電極膜13
が（100）配向している所（すなわち、部分16）の上で
はチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜14もＣ軸配向し、一方の白
金（Pt）多結晶膜（すなわち、部分17）上ではチタン酸
鉛（PbTiO3）薄膜14も多結晶膜となる。続いて、チタン
酸鉛（PbTiO3）がＣ軸配向している部分16上に上部電極
15を蒸着し、その後分極処理を行えば、部分16のみが圧
電活性となり、圧電変換素子が形成される。
上記で製作したエレメント（グレーティング12が形成さ
れ、Ｃ軸配向している部分16）を同様の方法でアレー状
に構成すれば、各エレメントを独立に動作させることの
できるアレー変換器が得られる。
れ、Ｃ軸配向している部分16）を同様の方法でアレー状
に構成すれば、各エレメントを独立に動作させることの
できるアレー変換器が得られる。
第３図は、本発明の第二の実施例を示す圧電変換器の外
観図である。
観図である。
第３図において、21はシリコン（Si）材の基板、22はグ
レーティング、23は白金（Pt）電極膜、24はチタン酸鉛
（PbTiO3）薄膜、25は上部電極である。
レーティング、23は白金（Pt）電極膜、24はチタン酸鉛
（PbTiO3）薄膜、25は上部電極である。
上述した第一の実施例では、圧電体にチタン酸鉛（PbTi
O3）を、下部電極材に白金（Pt）を用いて圧電変換器を
製作したが、第４図，第５図に示すようなグレーティン
グを使用すれば，金（Au），アルミニウム（Al），パラ
ジウム（Pd），イリジウム（Ir），ロジウム（Rh）など
の（111）配向性をもつf.c.c（face centerd cubic）構
造の物質を（100）配向させることが可能となり、配向
成長させた圧電性物質と格子定数が最も近い下部電極材
を組合せれば良い。
O3）を、下部電極材に白金（Pt）を用いて圧電変換器を
製作したが、第４図，第５図に示すようなグレーティン
グを使用すれば，金（Au），アルミニウム（Al），パラ
ジウム（Pd），イリジウム（Ir），ロジウム（Rh）など
の（111）配向性をもつf.c.c（face centerd cubic）構
造の物質を（100）配向させることが可能となり、配向
成長させた圧電性物質と格子定数が最も近い下部電極材
を組合せれば良い。
上記を基に、圧電変換器の基板21としてシリコン（Si）
を用いる場合、先ず、薄い酸化シリコン膜の形成された
（10mmφ×10mmの）シリコン（Si）（100）基板21上に
0.3μｍピッチのレジストパターンを形成する。次に酸
化シリコン膜をエッチングし、レジストを除去する。さ
らに、水酸化カリウム（KOH）系溶液で異方性エッチン
グを行うと、非常にシャープな70.5°の角度をもった山
形のグレーティング22が形成される。続いて、グレーテ
ィング22を形成した基板21の表面を熱酸化してSiO2膜を
形成した後、白金（Pt）電極膜23を蒸着する。なお、そ
れをＸ線回折で評価したところ、第一の実施例で用いた
石英ガラスの場合より、さらに良好な（100）配向性を
示した。
を用いる場合、先ず、薄い酸化シリコン膜の形成された
（10mmφ×10mmの）シリコン（Si）（100）基板21上に
0.3μｍピッチのレジストパターンを形成する。次に酸
化シリコン膜をエッチングし、レジストを除去する。さ
らに、水酸化カリウム（KOH）系溶液で異方性エッチン
グを行うと、非常にシャープな70.5°の角度をもった山
形のグレーティング22が形成される。続いて、グレーテ
ィング22を形成した基板21の表面を熱酸化してSiO2膜を
形成した後、白金（Pt）電極膜23を蒸着する。なお、そ
れをＸ線回折で評価したところ、第一の実施例で用いた
石英ガラスの場合より、さらに良好な（100）配向性を
示した。
続いては、第一の実施例と同様の方法で、上記白金（P
t）電極膜23上に直接結晶化したチタン酸鉛（PbTiO3）
薄膜24を形成し、さらにその上にクロム（Cr）と金（A
u）を蒸着して上部電極25を形成する。
t）電極膜23上に直接結晶化したチタン酸鉛（PbTiO3）
薄膜24を形成し、さらにその上にクロム（Cr）と金（A
u）を蒸着して上部電極25を形成する。
その後、パルスエコー法により感度を測定し、チタン酸
鉛（PbTiO3）の電気機械結合係数を計算したところ、非
常に高い値の0.65が得られた。
鉛（PbTiO3）の電気機械結合係数を計算したところ、非
常に高い値の0.65が得られた。
このように、シリコン（Si）の基板21上にも、優れた特
性を有しているチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜24を容易に形
成できる。
性を有しているチタン酸鉛（PbTiO3）薄膜24を容易に形
成できる。
また、本実施例で使用したシリコン（Si）（100）の他
に、ガリウム・ヒ素（Ga・As）の基板を上述と同様の方
法により使用できる。
に、ガリウム・ヒ素（Ga・As）の基板を上述と同様の方
法により使用できる。
第２図に示すアレー型の圧電変換器は、第一の実施例で
説明したが、第二の実施例でも同様に製作することがで
きる。
説明したが、第二の実施例でも同様に製作することがで
きる。
以上説明したように、本発明によれば、基板にグレーテ
ィングを形成し、その上に白金（Pt）などで電極を（10
0）配向させて蒸着するので、シリコン（Si）材などの
基板上にも圧電性の優れたチタン酸鉛（PbTiO3）を容易
に形成することができ、圧電性の優れた圧電変換器は安
価となる。
ィングを形成し、その上に白金（Pt）などで電極を（10
0）配向させて蒸着するので、シリコン（Si）材などの
基板上にも圧電性の優れたチタン酸鉛（PbTiO3）を容易
に形成することができ、圧電性の優れた圧電変換器は安
価となる。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の第一の実施例を示す
圧電変換器の外観および断面図、第２図はアレー型の圧
電変換器の平面図および断面図、第３図は第二の実施例
を示す圧電変換器の外観図、第４図，第５図は基板に形
成するグレーティングを説明するための図である。 1,11,21,101:基板、2,12,22,102:グレーティング、3,1
3,23,103:白金（Pt）電極膜、4,14,24:チタン酸鉛（PbT
iO3）薄膜、5,15,25:上部電極、16:グレーティングのあ
る部分、17:グレーティングのない部分。
圧電変換器の外観および断面図、第２図はアレー型の圧
電変換器の平面図および断面図、第３図は第二の実施例
を示す圧電変換器の外観図、第４図，第５図は基板に形
成するグレーティングを説明するための図である。 1,11,21,101:基板、2,12,22,102:グレーティング、3,1
3,23,103:白金（Pt）電極膜、4,14,24:チタン酸鉛（PbT
iO3）薄膜、5,15,25:上部電極、16:グレーティングのあ
る部分、17:グレーティングのない部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３０ Ｄ 31/00 ３３０
Claims (6)
- 【請求項１】交叉する２辺のなす角度が70.5°である三
角形を断面とする鋸歯状のグレーティングを平坦な主面
の所定の領域に有する結晶からなる基板と、 前記主面の所定の領域では（100）配向を示し、前記主
面の所定の領域以外の領域では（111）配向を示す、面
心立方構造をもつ結晶性の金属からなる第１の金属層
と、 該第１の金属層の上に形成された圧電体の薄膜と、 該圧電体の薄膜の上に前記所定の領域に対向して形成さ
れた第２の金属層とを有することを特徴とする圧電変換
器。 - 【請求項２】前記第１の金属層が、白金（Pt）、金（A
u）、アルミニウム（Al）、パラジウム（Pd）、イリジ
ウム（Ir）、ロジウム（Rh）、のいずれかからなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の圧電変換
器。 - 【請求項３】前記基板が、シリコン（Si）あるいはガリ
ウム・ヒ素（GaAs）であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の圧電変換器。 - 【請求項４】前記圧電体の主成分が、チタン酸鉛（PbTi
O3）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の圧電変換器。 - 【請求項５】複数の圧電変換素子のそれぞれが結晶から
なる基板の平坦な主面の異なる所定の領域に配列されて
なる圧電変換器の製造方法であって、 前記複数の所定の領域のそれぞれに、交叉する２辺のな
す角度が70.5°である三角形を断面とする鋸歯状のグレ
ーティングを形成する工程と、 前記主面の所定の領域では（100）配向を示し、前記主
面の所定の領域以外の領域では（111）配向を示す、面
心立方構造をもつ結晶性の金属からなる第１の金属層を
形成し、前記複数の圧電変換素子に共通の電極を形成す
る工程と、 前記第１の金属層の上に圧電体の薄膜を形成する工程
と、 前記主面の複数の所定の領域のそれぞれに対向して、前
記圧電体の薄膜の上に第２の金属層を形成し、前記複数
の圧電変換素子のそれぞれに電極を形成する工程と を有することを特徴とする圧電変換器の製造方法。 - 【請求項６】前記圧電体の薄膜を形成する工程は、高周
波スパッタリング法によって薄膜を形成する工程と、形
成された前記薄膜を熱処理する工程とを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第５項に記載の圧電変換器の製造
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1944685A JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
| US06/824,728 US4677336A (en) | 1985-02-04 | 1986-01-31 | Piezoelectric transducer and process for its production |
| DE19863603337 DE3603337A1 (de) | 1985-02-04 | 1986-02-04 | Piezoelektrischer wandler und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1944685A JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177900A JPS61177900A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0763101B2 true JPH0763101B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=11999533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1944685A Expired - Lifetime JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4677336A (ja) |
| JP (1) | JPH0763101B2 (ja) |
| DE (1) | DE3603337A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2532381B2 (ja) * | 1986-03-04 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 強誘電体薄膜素子及びその製造方法 |
| US4816125A (en) * | 1987-11-25 | 1989-03-28 | The Regents Of The University Of California | IC processed piezoelectric microphone |
| US5210455A (en) * | 1990-07-26 | 1993-05-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive actuator having ceramic substrate having recess defining thin-walled portion |
| WO1993005208A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Enhanced heteroepitaxy |
| US5270298A (en) * | 1992-03-05 | 1993-12-14 | Bell Communications Research, Inc. | Cubic metal oxide thin film epitaxially grown on silicon |
| US5155658A (en) * | 1992-03-05 | 1992-10-13 | Bell Communications Research, Inc. | Crystallographically aligned ferroelectric films usable in memories and method of crystallographically aligning perovskite films |
| US5466932A (en) * | 1993-09-22 | 1995-11-14 | Westinghouse Electric Corp. | Micro-miniature piezoelectric diaphragm pump for the low pressure pumping of gases |
| US5889871A (en) * | 1993-10-18 | 1999-03-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Surface-laminated piezoelectric-film sound transducer |
| JP4122564B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2008-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体素子、インクジェット式記録ヘッドおよびそれらの製造方法 |
| US6204757B1 (en) * | 1998-05-29 | 2001-03-20 | Francis Christopher Evans | Seatbelt usage and safety data accounting system |
| US6438070B1 (en) | 1999-10-04 | 2002-08-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydrophone for use in a downhole tool |
| US6609430B1 (en) | 2000-05-09 | 2003-08-26 | Shrinivas G. Joshi | Low profile transducer for flow meters |
| US7119800B2 (en) * | 2003-06-24 | 2006-10-10 | Tyco Electronics Corporation | Acoustic touch sensor with low-profile diffractive grating transducer assembly |
| US7057330B2 (en) * | 2003-12-18 | 2006-06-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Broad frequency band energy scavenger |
| US7293411B2 (en) | 2004-12-20 | 2007-11-13 | Palo Alto Research Center Incorporated | Energy scavengers which adjust their frequency by altering liquid distributions on a beam |
| DE102006004448B3 (de) * | 2006-01-31 | 2007-10-04 | Siemens Ag | Dünnfilmkondensator mit strukturierter Bodenelektrode, Verfahren zum Herstellen des Dünnfilmkondensators und Verwendung des Dünnfilmkondensators |
| US7764003B2 (en) * | 2006-04-04 | 2010-07-27 | Kolo Technologies, Inc. | Signal control in micromachined ultrasonic transducer |
| US11079543B1 (en) * | 2010-09-23 | 2021-08-03 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Isotropic etchback method of linewidth tailoring multilayer dielectric diffraction gratings for improvement of laser damage resistance and diffraction efficiency |
| US8866367B2 (en) * | 2011-10-17 | 2014-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Thermally oxidized seed layers for the production of {001} textured electrodes and PZT devices and method of making |
| GB2498213B (en) | 2012-01-09 | 2018-11-21 | Bae Systems Plc | Transducer arrangement |
| JP2016032007A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社リコー | 圧電膜の製造方法、圧電素子の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1541523B1 (de) * | 1965-12-21 | 1970-07-09 | Nippon Electric Co | Piezoelektrisches elektroakustisches Wandlerelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US3872332A (en) * | 1971-04-19 | 1975-03-18 | Honeywell Inc | Composite bond for acoustic transducers |
| US3891869A (en) * | 1973-09-04 | 1975-06-24 | Scarpa Lab Inc | Piezoelectrically driven ultrasonic generator |
| US3942139A (en) * | 1974-11-08 | 1976-03-02 | Westinghouse Electric Corporation | Broadband microwave bulk acoustic delay device |
| JPS52113713A (en) * | 1976-03-22 | 1977-09-24 | Hitachi Ltd | Array type ultra-high frequency sound oscillator |
| GB2056810B (en) * | 1979-08-14 | 1984-02-22 | Clarion Co Ltd | Surface-acoustic-wave device |
| JPS5832360U (ja) * | 1981-08-20 | 1983-03-02 | ティーディーケイ株式会社 | 超音波探触子 |
| US4480209A (en) * | 1981-10-09 | 1984-10-30 | Clarion Co., Ltd. | Surface acoustic wave device having a specified crystalline orientation |
| JPS59223230A (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | チタン酸鉛配向薄膜の製造方法 |
| US4692653A (en) * | 1984-03-23 | 1987-09-08 | Hitachi, Ltd. | Acoustic transducers utilizing ZnO thin film |
-
1985
- 1985-02-04 JP JP1944685A patent/JPH0763101B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-31 US US06/824,728 patent/US4677336A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-02-04 DE DE19863603337 patent/DE3603337A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4677336A (en) | 1987-06-30 |
| DE3603337A1 (de) | 1986-08-14 |
| JPS61177900A (ja) | 1986-08-09 |
| DE3603337C2 (ja) | 1991-09-26 |
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