JPH0937392A - Piezoelectric element and its manufacture - Google Patents

Piezoelectric element and its manufacture

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JPH0937392A
JPH0937392A JP20740995A JP20740995A JPH0937392A JP H0937392 A JPH0937392 A JP H0937392A JP 20740995 A JP20740995 A JP 20740995A JP 20740995 A JP20740995 A JP 20740995A JP H0937392 A JPH0937392 A JP H0937392A
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thin film
zinc oxide
piezoelectric element
σzno
σau
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Shoji Yamaguchi
祥司 山口
Akimasa Onozato
陽正 小野里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric element having sensitivity necessary for flaw detection inside a material. SOLUTION: The piezoelectric element has a lower electrode 2 formed on a base 1, a zinc oxide thin film 3 formed on the surface of the electrode film 2 and an upper electrode 4 formed on the surface of the thin film 3. Sapphire is used as the base 1 and the value of c-axis orientation (σZnO) of the thin film 2 is 0 deg.<(σZnO)<=2.5 deg., preferably 0 deg.<(σZnO)<=1.5 deg.. The lower electrode 2 consists of a gold (Au) thin film and the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 deg.<(σAu)<=4.5 deg., preferably 0 deg.<(σAu)<=2.2 deg.. The piezoelectric element is used as an ultrasonic nondestructive inspection probe for surface search and internal search.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は圧電素子に関する。
特に酸化亜鉛(ZnO)薄膜を用いた圧電素子の結晶性
と感度との関係に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric element.
In particular, it relates to the relationship between crystallinity and sensitivity of a piezoelectric element using a zinc oxide (ZnO) thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に形成された金(Au)電極膜、
該金電極膜上に形成された酸化亜鉛薄膜及び該酸化亜鉛
薄膜上に形成された金属(例えば、Au)製上部電極を
有する圧電素子は、材料の内部を非破壊で観察するため
のセンサ部分の超音波プローブとして広く使用されてい
る。
2. Description of the Related Art A gold (Au) electrode film formed on a substrate,
A piezoelectric element having a zinc oxide thin film formed on the gold electrode film and a metal (eg, Au) upper electrode formed on the zinc oxide thin film is a sensor portion for nondestructive observation of the inside of the material. Widely used as an ultrasonic probe.

【0003】上下の電極によってサンドイッチ構造にさ
れた酸化亜鉛は、電極に電圧を印加することにより歪変
形を起こし、基板内部に超音波を放射することができ、
電気信号を超音波に変換する。また、超音波を酸化亜鉛
薄膜で受信し、歪み変形が生じることによって両電極間
に電圧の差が生じ、超音波信号を電気エネルギーに変換
することが可能となる。
Zinc oxide, which is sandwiched by the upper and lower electrodes, undergoes strain deformation when a voltage is applied to the electrodes, and ultrasonic waves can be emitted inside the substrate.
Converts electrical signals into ultrasonic waves. In addition, when ultrasonic waves are received by the zinc oxide thin film and distortion deformation occurs, a voltage difference occurs between both electrodes, and it becomes possible to convert ultrasonic signals into electrical energy.

【0004】このような超音波プローブを使用する非破
壊検査装置の一例を図8に示す。図8において、符号8
0は超音波プローブを示し、81は被検体を示す。超音
波プローブ80はX方向、Y方向及びZ方向に移動可能
なステージ83,83’に保持されており、被検体81
は水槽82内に配置されている。超音波プローブ80の
一端は適当な伝送媒体(例えば、導線又は光ファイバ)
により映像化装置84に接続されている。図8に示す装
置は例えば、被検体内部の映像を撮る目的に使用され
る。超音波プローブ80あるいは被検体81をスキャナ
によって2次元(xy,xz,yz)に機械走査し、1
個の超音波プローブあるいは送受信別々に2個の超音波
プローブを用いて、被検体内部からの反射波や透過波を
A/D変換してその信号強度に応じた映像の輝度で画像
表示を行う。
An example of a nondestructive inspection device using such an ultrasonic probe is shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 8
0 indicates an ultrasonic probe, and 81 indicates a subject. The ultrasonic probe 80 is held on stages 83 and 83 ′ that are movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
Are arranged in the water tank 82. One end of the ultrasonic probe 80 has a suitable transmission medium (eg, a wire or an optical fiber).
Is connected to the visualization device 84. The apparatus shown in FIG. 8 is used, for example, for the purpose of taking an image of the inside of a subject. The ultrasonic probe 80 or the subject 81 is mechanically scanned in two dimensions (xy, xz, yz) by a scanner, and 1
Using one ultrasonic probe or two ultrasonic probes separately for transmission and reception, the reflected wave and the transmitted wave from the inside of the subject are A / D converted and the image is displayed with the brightness of the image according to the signal strength. .

【0005】酸化亜鉛(ZnO)の結晶構造は図9に示
されるように、六方晶ウルツァイト鉱構造をしており、
c軸[0001]方向に良好な圧電特性(バルクの電気
機械結合係数=0.3)を有するばかりか、比較的簡単
に薄膜化できるために、圧電素子や弾性表面波フィルタ
(SAWデバイス)として利用されている。
The crystal structure of zinc oxide (ZnO) has a hexagonal wurtzite ore structure as shown in FIG.
Not only does it have good piezoelectric characteristics (bulk electromechanical coupling coefficient = 0.3) in the c-axis [0001] direction, but it can be made into a thin film relatively easily, so it can be used as a piezoelectric element or a surface acoustic wave filter (SAW device). It's being used.

【0006】圧電素子から放射される超音波の周波数は
圧電素子の厚み共振で決まる。この酸化亜鉛からなる圧
電素子は、薄膜プロセスによっても形成できるため、厚
みの薄い領域(約100MHz以上の高周波領域)で使
用されている。
The frequency of ultrasonic waves emitted from the piezoelectric element is determined by the thickness resonance of the piezoelectric element. Since this piezoelectric element made of zinc oxide can be formed by a thin film process, it is used in a thin region (high frequency region of about 100 MHz or more).

【0007】酸化亜鉛の薄膜は、蒸着、スパッタ、化学
的気相成長(CVD)などによって形成することができ
る。ここでは、焼結した酸化亜鉛をスパッタリングター
ゲットとし、Ar及び酸素の混合ガス雰囲気中でスパッ
タリングを行う製造方法について述べる。まず、ガラス
などの基板上に下部電極となるAu薄膜を蒸着法によっ
て成膜する。
The thin film of zinc oxide can be formed by vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition (CVD) or the like. Here, a manufacturing method of performing sputtering in a mixed gas atmosphere of Ar and oxygen using sintered zinc oxide as a sputtering target will be described. First, an Au thin film to be a lower electrode is formed on a substrate such as glass by a vapor deposition method.

【0008】このとき、酸化亜鉛薄膜を良好にC軸配向
させるためにAu薄膜を[111]配向させるとよい。
これは、酸化亜鉛薄膜の面方位である(0001)面の
単位格子が面心立方格子の構造をもつAuの(111)
面の単位格子と等価であるため、先に基板上に形成され
るAu電極が[111]配向することで、その上に形成
される酸化亜鉛のC軸配向が促進されるからである。A
u電極の上に所望の厚さでスパッタで形成された酸化亜
鉛薄膜の上にはさらに上部電極となるAu電極が蒸着に
よって形成される。
At this time, in order to favorably orient the zinc oxide thin film on the C-axis, the Au thin film is preferably [111] oriented.
This is because the unit cell of the (0001) plane, which is the plane orientation of the zinc oxide thin film, has the structure of the face-centered cubic lattice of (111) of Au.
This is because it is equivalent to a unit cell of the plane, and thus the [111] orientation of the Au electrode previously formed on the substrate promotes the C-axis orientation of zinc oxide formed thereon. A
An Au electrode to be an upper electrode is further formed by vapor deposition on the zinc oxide thin film formed by sputtering on the u electrode to have a desired thickness.

【0009】特公平5−41080号公報には、石英ガ
ラス基板上に形成された金電極膜として(111)回折
線ロッキングカーブの標準偏差が3度以下のものを使用
する圧電素子が開示されている。しかし、このような構
成の圧電素子を使用しても十分な感度が得られなかっ
た。特に、材料の内部構造を観察するための装置では3
%程度の感度が必要であるが、特公平5−41080号
公報に開示された構造の圧電素子ではこの感度を達成す
ることができない。
Japanese Patent Publication No. 5-41080 discloses a piezoelectric element using a gold electrode film formed on a quartz glass substrate and having a standard deviation of a (111) diffraction line rocking curve of 3 degrees or less. There is. However, even if the piezoelectric element having such a structure is used, sufficient sensitivity cannot be obtained. Especially, in the device for observing the internal structure of the material, 3
Although a sensitivity of about% is required, this sensitivity cannot be achieved by the piezoelectric element having the structure disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-40080.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、材料の内部探傷に必要な感度を有する圧電素子を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a piezoelectric element having the sensitivity required for internal flaw detection in materials.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板上に形成された下部電極、該下部電
極膜上に形成された酸化亜鉛薄膜及び該酸化亜鉛薄膜上
に形成された上部電極を有する圧電素子において、基板
としてサファイアを使用し、酸化亜鉛薄膜のX線による
ロッキングカーブの標準偏差σの値が、0゜<σZnO
≦2.5゜であり、及び/又は、下部電極を形成する金
(Au)薄膜のX線によるロッキングカーブの標準偏差
σの値が、0゜<σAu≦4.5゜の範囲内であること
を特徴とする圧電素子を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a lower electrode formed on a substrate, a zinc oxide thin film formed on the lower electrode film, and a zinc oxide thin film formed on the zinc oxide thin film. In the piezoelectric element having the above-described upper electrode, sapphire is used as the substrate, and the standard deviation σ of the rocking curve of the zinc oxide thin film by X-ray is 0 ° <σZnO.
≦ 2.5 ° and / or the standard deviation σ of the rocking curve of the gold (Au) thin film forming the lower electrode by X-ray is within the range of 0 ° <σAu ≦ 4.5 °. A piezoelectric element characterized by the above.

【0012】さらに、本発明は、基板上に下部電極であ
る金(Au)を電子ビーム(EB)蒸着によって所定の
厚さに成膜し、この電極上に高周波マグネトロンスパッ
タ法で酸化亜鉛薄膜を所定の厚さで形成し、さらに酸化
亜鉛上に上部電極を形成することからなる圧電素子の製
造方法において、基板材料としてサファイアを使用し、
サファイア基板の端面を光学研磨し、この光学研磨した
サファイア端面に下部電極の金薄膜を蒸着させ、更にこ
の金薄膜上に酸化亜鉛薄膜を形成させることを特徴とす
る圧電素子の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, a lower electrode of gold (Au) is formed on a substrate by electron beam (EB) vapor deposition to a predetermined thickness, and a zinc oxide thin film is formed on this electrode by a high frequency magnetron sputtering method. A sapphire is used as a substrate material in a method of manufacturing a piezoelectric element, which is formed to have a predetermined thickness and further includes an upper electrode formed on zinc oxide,
Provided is a method for manufacturing a piezoelectric element, which comprises optically polishing an end face of a sapphire substrate, depositing a gold thin film of a lower electrode on the optically polished sapphire end face, and further forming a zinc oxide thin film on the gold thin film. .

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】酸化亜鉛はc軸方向で高い圧電性
をもつ。スパッタや蒸着によって酸化亜鉛薄膜を形成さ
せた場合、通常多結晶となりやすく理想的な単結晶に近
い組成の膜を形成するのは困難である。この場合、基板
上に結晶成長させるとc軸以外の結晶軸も成長してしま
ったり、また、c軸の方向性にばらつきがみられたりす
る。そこで、基板材料及び成膜条件の最適化を図ること
によってc軸の配向性を向上させる。c軸配向性が良く
なることで感度の向上が期待できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Zinc oxide has a high piezoelectric property in the c-axis direction. When a zinc oxide thin film is formed by sputtering or vapor deposition, it usually becomes polycrystalline and it is difficult to form a film having a composition close to an ideal single crystal. In this case, when a crystal is grown on the substrate, a crystal axis other than the c-axis also grows, and the directivity of the c-axis varies. Therefore, the c-axis orientation is improved by optimizing the substrate material and film forming conditions. The improvement of the c-axis orientation can be expected to improve the sensitivity.

【0014】単結晶サファイアは酸化亜鉛と同じ結晶構
造(図9参照)を有し、また、下部電極であるAuの
(111)面はサファイア及び酸化亜鉛のC面((00
01)面)と等価である。従って、サファイア上に形成
したAuは蒸着条件によってサファイア基板の結晶構造
の影響を受けて(111)面配向が容易となり、ときに
はエピタキシャル成長もする。サファイア基板は加工が
し難いのに対して、従来の石英基板は加工が容易である
という利点を有する。しかし、石英基板では、基板表面
に形成されるAu及び酸化亜鉛結晶が面に平行な方向で
ランダムに成長する。すなわち、c軸配向性は不良にな
る。従って、石英基板よりもサファイア基板を使用した
ほうが、Au下部電極上に形成される酸化亜鉛は、下部
のAuの配向性の影響で良好なc軸配向をすることが可
能となる。
Single crystal sapphire has the same crystal structure as zinc oxide (see FIG. 9), and the (111) plane of Au, which is the lower electrode, is the C plane of sapphire and zinc oxide ((00
It is equivalent to the (01) plane). Therefore, Au formed on sapphire is affected by the crystal structure of the sapphire substrate depending on the vapor deposition conditions, and the (111) plane orientation is facilitated, and sometimes epitaxial growth occurs. Sapphire substrates are difficult to process, whereas conventional quartz substrates have the advantage of being easy to process. However, in a quartz substrate, Au and zinc oxide crystals formed on the substrate surface grow randomly in a direction parallel to the plane. That is, the c-axis orientation becomes poor. Therefore, when the sapphire substrate is used rather than the quartz substrate, the zinc oxide formed on the Au lower electrode can have a better c-axis orientation due to the influence of the orientation of Au in the lower portion.

【0015】本発明の圧電素子を非破壊検査用プローブ
で使用する場合、被検体表面を探査するには、被検体表
面での反射のみを捕捉すればよい。すなわち、伝播損失
は、音響レンズと伝播媒体間の透過損失と、伝播媒体中
の減衰だけである。従って、この場合、酸化亜鉛薄膜の
c軸配向性(σZnO)は0゜<σZnO≦2.5゜で
あればよい。しかし、被検体内部を探査する場合、被検
体内部への透過損失、すなわち被検体内部での減衰が非
常に大きい。従って、この場合、酸化亜鉛薄膜のc軸配
向性(σZnO)は0゜<σZnO≦1.5でなければ
ならない。
When the piezoelectric element of the present invention is used in a probe for nondestructive inspection, in order to probe the surface of the subject, only the reflection on the surface of the subject needs to be captured. That is, the propagation loss is only the transmission loss between the acoustic lens and the propagation medium and the attenuation in the propagation medium. Therefore, in this case, the c-axis orientation (σZnO) of the zinc oxide thin film may be 0 ° <σZnO ≦ 2.5 °. However, when the inside of the subject is searched, the transmission loss into the subject, that is, the attenuation inside the subject is very large. Therefore, in this case, the c-axis orientation (σZnO) of the zinc oxide thin film must be 0 ° <σZnO ≦ 1.5.

【0016】石英基板の場合、基板上に成膜される酸化
亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)は2〜3゜程度であ
った。従って、被検体の表面探査だけならば、石英基板
でも十分に対応できる。しかし、石英基板では1.5゜
以下のσZnOを得ることはできない。換言すれば、石
英基板を用いるプローブの場合、被検体内部の探査に必
要な感度を得ることはできない。
In the case of the quartz substrate, the c-axis orientation (σZnO) of the zinc oxide thin film formed on the substrate was about 2 to 3 °. Therefore, if only the surface inspection of the object is to be performed, a quartz substrate can be sufficiently used. However, it is not possible to obtain σZnO of 1.5 ° or less on a quartz substrate. In other words, in the case of a probe using a quartz substrate, it is not possible to obtain the sensitivity required for exploring the inside of the subject.

【0017】同様に、被検体表面を探査する場合、Au
薄膜のc軸配向性(σAu)は0゜<σAu≦4.5゜
であればよいが、被検体内部を探査する場合、Au薄膜
のc軸配向性(σAu)は0゜<σAu≦2.2゜でな
ければならない。
Similarly, when exploring the surface of the subject, Au is used.
The c-axis orientation (σAu) of the thin film may be 0 ° <σAu ≦ 4.5 °, but when probing the inside of the object, the c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 ° <σAu ≦ 2. It must be 2 °.

【0018】酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)は
必ずしもAu薄膜のc軸配向性(σAu)の影響を受け
ない。従って、被検体表面を探査する場合、0゜<σZ
nO≦2.5゜の要件が満たされるだけで良く、同時に
0゜<σAu≦4.5゜の要件が満たされなくても良
い。しかし、良好な測定結果を得るには、両方の要件が
同時に満たされことが好ましい。同様に、被検体内部を
探査する場合、酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)
が0゜<σZnO≦1.5であればよく、Au薄膜のc
軸配向性(σAu)は0゜<σAu≦2.2゜である必
要はない。しかし、最も良好な測定結果を得るには、0
゜<σZnO≦1.5及び0゜<σAu≦2.2゜の両
方の要件を同時に満たすことが好ましい。
The c-axis orientation (σZnO) of the zinc oxide thin film is not necessarily affected by the c-axis orientation (σAu) of the Au thin film. Therefore, when exploring the surface of the subject, 0 ° <σZ
It is only necessary that the requirement of nO ≦ 2.5 ° is satisfied, and at the same time, the requirement of 0 ° <σAu ≦ 4.5 ° may not be satisfied. However, in order to obtain good measurement results, it is preferable that both requirements are satisfied at the same time. Similarly, when exploring the inside of the subject, the c-axis orientation of the zinc oxide thin film (σZnO)
Is 0 ° <σZnO ≦ 1.5, and c of the Au thin film
The axial orientation (σAu) does not need to be 0 ° <σAu ≦ 2.2 °. However, to get the best measurement results, 0
It is preferable to simultaneously satisfy both the requirements of ° <σZnO ≦ 1.5 and 0 ° <σAu ≦ 2.2 °.

【0019】基板の形状及び大きさは特に限定されな
い。圧電素子の用途に応じて、適切な形状及び大きさを
選択することができる。このような選択は当業者にとっ
て容易に実施できる。例えば、圧電素子が超音波非破壊
検査用のプローブとして使用される場合、基板は直径が
30mm以下の円柱形とすることができる。この基板は
音響レンズとして使用される。基板の直径が小さいと、
酸化亜鉛薄膜を成膜する際、基板表面の全体にわたって
均一な膜厚分布を有する膜を成膜することができる。
The shape and size of the substrate are not particularly limited. An appropriate shape and size can be selected according to the application of the piezoelectric element. Those skilled in the art can easily make such a selection. For example, when the piezoelectric element is used as a probe for ultrasonic nondestructive inspection, the substrate can be in the shape of a cylinder having a diameter of 30 mm or less. This substrate is used as an acoustic lens. If the diameter of the substrate is small,
When forming a zinc oxide thin film, a film having a uniform film thickness distribution over the entire surface of the substrate can be formed.

【0020】本発明の圧電素子における酸化亜鉛薄膜は
高周波マグネトロンスパッタ法により生成される。高周
波マグネトロンスパッタ法自体は当業者に公知である。
この成膜方法を実施するのに使用される装置の一例を図
2に示す。チャンバ21内にはターゲット26が配置さ
れている。ターゲット26(例えば、焼結した酸化亜鉛
(ZnO))はターゲットホルダ27により保持されて
いる。このターゲット26と対峙するように、ターゲッ
トの上部に基板1が配置される。基板1は基板ホルダ2
8により保持されている。基板1はヒータ20により所
定温度にまで加熱される。チャンバ21内には雰囲気ガ
ス供給管22から、例えば、Ar及びO2などの雰囲気
ガスを送入する。また、排気ダクト23から排気し、チ
ャンバ21内を所定の真空度にすることができる。
The zinc oxide thin film in the piezoelectric element of the present invention is produced by the high frequency magnetron sputtering method. The radio frequency magnetron sputtering method itself is known to those skilled in the art.
An example of an apparatus used to carry out this film forming method is shown in FIG. A target 26 is arranged in the chamber 21. The target 26 (for example, sintered zinc oxide (ZnO)) is held by the target holder 27. The substrate 1 is arranged above the target 26 so as to face the target 26. Substrate 1 is substrate holder 2
Held by 8. The substrate 1 is heated to a predetermined temperature by the heater 20. Atmospheric gas such as Ar and O 2 is fed into the chamber 21 through the atmospheric gas supply pipe 22. Further, the inside of the chamber 21 can be evacuated from the exhaust duct 23 to a predetermined degree of vacuum.

【0021】成膜する際、チャンバ内はアルゴン(A
r)及び酸素(O2)の混合ガス雰囲気が形成されてい
る。アルゴンと酸素との混合比率は特に限定されない。
ガス圧力も特に限定されないが、一般的に、1.0〜
4.0パスカル(Pa)の範囲内のガス圧力を使用でき
る。1.5〜3.0Paの範囲内が好ましい。
When forming a film, the inside of the chamber is filled with argon (A
A mixed gas atmosphere of r) and oxygen (O 2 ) is formed. The mixing ratio of argon and oxygen is not particularly limited.
The gas pressure is not particularly limited, but is generally 1.0 to
Gas pressures in the range of 4.0 Pascal (Pa) can be used. The range of 1.5 to 3.0 Pa is preferable.

【0022】ヒータ20で基板1を加熱する場合、基板
を100℃〜500℃の範囲内の温度にまで加熱するこ
とができる。加熱温度は260℃〜400℃の範囲内が
好ましい。加熱温度が低すぎるとスパッタ粒子のマイグ
レーションが起き難いなどの不都合が生じ、一方、加熱
温度が高すぎると熱応力のため膜が割れるなどの不都合
が生じるので好ましくない。
When the substrate 1 is heated by the heater 20, the substrate can be heated to a temperature within the range of 100 ° C to 500 ° C. The heating temperature is preferably in the range of 260 ° C to 400 ° C. If the heating temperature is too low, the inconvenience that migration of sputtered particles is difficult to occur occurs, while if the heating temperature is too high, the film cracks due to thermal stress, which is not preferable.

【0023】アルゴンと酸素との混合ガス雰囲気中で、
Ar+イオンのような重い荷電粒子をZnOターゲット
に照射し、その衝撃でターゲットから飛び出したZnO
粒子を対向する基板表面に付着させる。印加する高周波
出力は特に限定されないが、一般的に、100W〜40
0Wの範囲内である。150〜300Wの範囲内が好ま
しい。出力が低すぎると、成膜速度が遅くなり過ぎるな
どの不都合が生じ、一方、出力が高すぎると結晶性が劣
化するなどの不都合が生じるので好ましくない。
In a mixed gas atmosphere of argon and oxygen,
When ZnO target is irradiated with heavy charged particles such as Ar + ions, the impact causes ZnO to jump out of the target.
The particles are attached to the opposite substrate surface. The high frequency output to be applied is not particularly limited, but is generally 100 W to 40 W.
It is within the range of 0 W. The range of 150 to 300 W is preferable. If the output is too low, the film deposition rate will be too slow, and on the other hand, if the output is too high, the crystallinity will be deteriorated.

【0024】基板とターゲットとの間の間隔に応じて成
膜速度は変動するが、本発明の圧電素子における酸化亜
鉛薄膜を成膜する際の速度は一般的に、0.5〜2.5
μm/hの範囲内である。0.8〜2.0μm/hの範
囲内が好ましい。
Although the film forming rate varies depending on the distance between the substrate and the target, the film forming rate of the zinc oxide thin film in the piezoelectric element of the present invention is generally 0.5 to 2.5.
It is in the range of μm / h. It is preferably within the range of 0.8 to 2.0 μm / h.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の圧電素子の具体的使用例を図1に示
す。図1は超音波非破壊検査用の焦点型プローブの概要
断面図である。このプローブは基本的に音響レンズとな
るサファイア基板1と、このサファイア基板の平面に蒸
着されたAu薄膜からなる下部電極2と、この下部電極
上に設けられた酸化亜鉛薄膜3と、この酸化亜鉛薄膜3
の上面に蒸着されたAu薄膜からなる上部電極4と、下
部電極2が設けられた面と反対側の面に凹レンズ様機能
を果たす凹部5が設けられている。この音響レンズの凹
部5が設けられた面が被検体(図示されていない)に接
する面側となる。凹部5の内面には音響整合層6が設け
られている。言うまでもなく、この凹部を有しない非焦
点型プローブに対しても、本発明の圧電素子を使用する
ことができる。
EXAMPLE FIG. 1 shows a specific example of use of the piezoelectric element of the present invention. FIG. 1 is a schematic sectional view of a focus probe for ultrasonic nondestructive inspection. This probe is basically a sapphire substrate 1 that serves as an acoustic lens, a lower electrode 2 made of an Au thin film deposited on the plane of this sapphire substrate, a zinc oxide thin film 3 provided on this lower electrode, and this zinc oxide. Thin film 3
An upper electrode 4 made of an Au thin film deposited on the upper surface of the above, and a concave portion 5 having a concave lens-like function are provided on the surface opposite to the surface on which the lower electrode 2 is provided. The surface of the acoustic lens on which the concave portion 5 is provided is the surface side in contact with the subject (not shown). An acoustic matching layer 6 is provided on the inner surface of the recess 5. Needless to say, the piezoelectric element of the present invention can be used for a non-focus probe that does not have this recess.

【0026】次に、図1の焦点型プローブの製造方法に
ついて説明する。基板兼音響レンズとしてサファイアの
1端面を光学研磨したものを用いた。サファイアの研磨
面と反対側の面には凹部が形成されていた。このとき、
光学研磨された端面に先ず真空蒸着法によって下部電極
2を形成した。蒸着には常用の電子ビーム(EB)蒸着
装置を用いた。基板温度を300℃に保ち、Auを15
0nmの厚さに蒸着した。
Next, a method of manufacturing the focus type probe of FIG. 1 will be described. As the substrate / acoustic lens, one end surface of sapphire optically polished was used. A recess was formed on the surface of the sapphire opposite to the polished surface. At this time,
First, the lower electrode 2 was formed on the optically polished end surface by a vacuum deposition method. A conventional electron beam (EB) vapor deposition apparatus was used for vapor deposition. Keep the substrate temperature at 300 ℃,
Evaporated to a thickness of 0 nm.

【0027】このAu薄膜上に高周波マグネトロンスパ
ッタ法によって酸化亜鉛薄膜3を形成した。図2に示さ
れるような高周波マグネトロンスパッタリング装置を使
用し、(Ar(50%)+O2(50%))雰囲気で、
基板温度300℃、ガス圧2Pa、高周波出力200
W、ターゲット材と基板の下部電極表面との間の間隔8
cm、蒸着速度0.95μm/hの条件で酸化亜鉛薄膜
を形成した。更に、前記と同一のEB蒸着装置を使用
し、この酸化亜鉛薄膜上に、室温で上部電極4となるク
ロム及びAuをそれぞれ蒸着した。上部電極4のサイズ
はサファイアの先端部に加工する凹面レンズの大きさと
同等の大きさにするため、所定の大きさの穴があいたS
USマスクで酸化亜鉛薄膜3を覆って蒸着を行った。更
に、サファイア先端の凹部5の内面に音響整合層6(S
iO2)をスパッタリングによって形成させた。音響整
合層6の存在により、サファイア1の先端から伝播媒質
への超音波の透過効率が向上される。
A zinc oxide thin film 3 was formed on this Au thin film by a high frequency magnetron sputtering method. Using a high frequency magnetron sputtering apparatus as shown in FIG. 2, in an (Ar (50%) + O 2 (50%)) atmosphere,
Substrate temperature 300 ° C, gas pressure 2Pa, high frequency output 200
W, space between target material and substrate bottom electrode surface 8
cm, and the deposition rate was 0.95 μm / h, to form a zinc oxide thin film. Further, using the same EB vapor deposition apparatus as described above, chromium and Au to be the upper electrode 4 were vapor deposited at room temperature on this zinc oxide thin film. In order to make the size of the upper electrode 4 equal to the size of the concave lens machined on the tip of the sapphire, there is a hole S of a predetermined size.
Vapor deposition was performed by covering the zinc oxide thin film 3 with a US mask. Furthermore, the acoustic matching layer 6 (S
iO 2 ) was formed by sputtering. The presence of the acoustic matching layer 6 improves the transmission efficiency of ultrasonic waves from the tip of the sapphire 1 to the propagation medium.

【0028】酸化亜鉛薄膜3の厚みは、目的とする周波
数に応じ、圧電素子が厚み共振したときの周波数が実際
に使用する周波数となるように設計をすることができ
る。本発明のようなサファイア1上に圧電素子を形成す
る場合はサファイア1の音響インピーダンス(44×1
6kg/cm2)が酸化亜鉛3の音響インピーダンス
(34×106kg/cm2))よりも大きいため、圧電
素子は1/4λ(λは波長)共振をする。例えば、50
MHzの周波数特性をもつ圧電素子を作りたい場合に
は、その厚みは、(1/4)×(6400×106/5
0×106)=32μmとなる。SAWデバイス、音響
光学素子、光導波路などに使用する場合、酸化亜鉛薄膜
の膜厚は通常、1μm以下であるが、プローブで使用す
る場合の酸化亜鉛薄膜の膜厚はその周波数に応じた膜厚
である。下部電極のAu薄膜の膜厚は0.15μm程度
である。
The thickness of the zinc oxide thin film 3 can be designed so that the frequency when the piezoelectric element thickness-resonates is the frequency actually used, depending on the target frequency. When the piezoelectric element is formed on the sapphire 1 as in the present invention, the acoustic impedance of the sapphire 1 (44 × 1
Since 0 6 kg / cm 2 ) is larger than the acoustic impedance of zinc oxide 3 (34 × 10 6 kg / cm 2 )), the piezoelectric element resonates ¼λ (λ is the wavelength). For example, 50
If you want to create a piezoelectric element having a MHz frequency characteristics, its thickness, (1/4) × (6400 × 10 6/5
0 × 10 6 ) = 32 μm. When used in SAW devices, acousto-optic elements, optical waveguides, etc., the thickness of the zinc oxide thin film is usually 1 μm or less, but when used in a probe, the thickness of the zinc oxide thin film depends on its frequency. Is. The film thickness of the Au thin film of the lower electrode is about 0.15 μm.

【0029】基板材料として石英を使用する場合、石英
は1/2λ共振なのでサファイア基板上に成膜される酸
化亜鉛薄膜の膜厚の2倍の膜厚が必要になる。しかし、
膜厚が厚くなると、膜厚分布が不均一になり、製品不良
の原因となる。その結果、石英基板では製品の歩留まり
が悪くなる。
When quartz is used as the substrate material, since quartz has a resonance of 1 / 2λ, it is necessary to have a film thickness twice as large as that of the zinc oxide thin film formed on the sapphire substrate. But,
As the film thickness increases, the film thickness distribution becomes non-uniform, which causes product defects. As a result, the yield of products deteriorates with the quartz substrate.

【0030】圧電素子の感度は、形成した圧電素子の結
晶性に依存する。従って、X線回折装置によって酸化亜
鉛の結晶性、配向性を調べることにより、圧電素子の感
度を決定することができる。回折線測定によって酸化亜
鉛3のc軸の現れる角度を測定し、この角度でX線を入
射させた状態で試料だけを、角度をスキャンさせてロッ
キングカーブを測定する。酸化亜鉛のc軸の格子定数は
約2.5Åなので、X線回折でのピーク値は約34゜付
近に現れてくる。
The sensitivity of the piezoelectric element depends on the crystallinity of the formed piezoelectric element. Therefore, the sensitivity of the piezoelectric element can be determined by examining the crystallinity and orientation of zinc oxide with an X-ray diffractometer. The angle at which the c-axis of zinc oxide 3 appears is measured by diffraction line measurement, and the rocking curve is measured by scanning the angle of only the sample with X-rays incident at this angle. Since the lattice constant of c-axis of zinc oxide is about 2.5Å, the peak value in X-ray diffraction appears around 34 °.

【0031】図3に酸化亜鉛形成後の回折線の様子を示
す。回折線には酸化亜鉛3のc面(0001)の回折線
ピーク(34゜)が観察されている。
FIG. 3 shows the appearance of diffraction lines after the formation of zinc oxide. A diffraction line peak (34 °) of the c-plane (0001) of zinc oxide 3 is observed in the diffraction line.

【0032】X線回折におけるピーク値の34゜の角度
でX線を入射させて測定したロッキングカーブ測定結果
を図4に示す。測定されたロッキングカーブは酸化亜鉛
薄膜のc軸の配向性、つまりc軸の成長している向きの
ばらつき具合を示しており、図示されているようにほぼ
正規分布とみなせる。そこで、このロッキングカーブの
標準偏差(σ)を計測し、この値で定量的に評価を行
う。従って、c軸配向性が悪く、結晶の成長方向のばら
つきが大きい場合はσの値は大きくなり、逆に配向性が
良好な場合はσの値は小さくなる。
FIG. 4 shows the rocking curve measurement results measured by making X-rays incident at an angle of 34 ° of the peak value in X-ray diffraction. The measured rocking curve shows the orientation of the c-axis of the zinc oxide thin film, that is, the variation in the growing direction of the c-axis, and can be regarded as a nearly normal distribution as shown in the figure. Therefore, the standard deviation (σ) of this rocking curve is measured, and this value is used for quantitative evaluation. Therefore, the value of σ becomes large when the c-axis orientation is poor and the variation in the crystal growth direction is large, and conversely, when the orientation is good, the value of σ becomes small.

【0033】図5に感度評価を行う方法について示す。
サファイア1上に形成された酸化亜鉛薄膜3にパルサ5
6からインパルス電圧VPを加える。符号57はアッテ
ネータを示し、印加電圧調整のために使用されている。
酸化亜鉛薄膜3から放射された超音波は音響レンズであ
るサファイア1の内部を通過したのち酸化亜鉛薄膜と反
対側の端部で反射して再び酸化亜鉛薄膜3で受信され電
気信号に変換される。ここで受信された超音波信号を増
幅器58で増幅したのち、波形モニタ59でその信号強
度VRを測定する。このようにして測定された信号強度
から、酸化亜鉛薄膜3の感度を次の関係で求める。 感度=(VR/VP)×100
FIG. 5 shows a method of evaluating the sensitivity.
The pulsar 5 is formed on the zinc oxide thin film 3 formed on the sapphire 1.
Impulse voltage V P is applied from 6. Reference numeral 57 indicates an attenuator, which is used for adjusting the applied voltage.
The ultrasonic wave radiated from the zinc oxide thin film 3 passes through the inside of the sapphire 1 which is an acoustic lens, is reflected by the end opposite to the zinc oxide thin film, is received again by the zinc oxide thin film 3, and is converted into an electric signal. . After the ultrasonic signal received here is amplified by the amplifier 58, the waveform monitor 59 measures the signal strength V R thereof. From the signal intensity thus measured, the sensitivity of the zinc oxide thin film 3 is determined by the following relationship. Sensitivity = (V R / V P) × 100

【0034】図5に示された装置を用いて測定した酸化
亜鉛薄膜のc軸のσ値と感度の関係を図6に示す。図6
より、酸化亜鉛薄膜のc軸ロッキングカーブのσ値と感
度とは良好な相関関係を有し、σ値が小さいほど感度が
良好になっている。実際に、材料の内部を測定する際に
必要になる圧電素子の感度は約3%である。この程度の
感度があれば内部の欠陥などを検出することが可能であ
る。この、最低限必要な感度3%を満たすための条件
は、図6から、酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σ)が1.
5゜以下でなければならないことが理解できる。
FIG. 6 shows the relationship between the c-axis .sigma. Value and the sensitivity of the zinc oxide thin film measured using the apparatus shown in FIG. Figure 6
Therefore, the σ value of the c-axis rocking curve of the zinc oxide thin film has a good correlation with the sensitivity, and the smaller the σ value, the better the sensitivity. In fact, the sensitivity of the piezoelectric element required to measure the inside of the material is about 3%. With such sensitivity, it is possible to detect internal defects. From FIG. 6, the condition for satisfying the minimum required sensitivity of 3% is that the c-axis orientation (σ) of the zinc oxide thin film is 1.
Understand that it must be less than 5 °.

【0035】また、図7に、酸化亜鉛薄膜のc軸配向性
と下部電極であるAuのc軸配向性の関係を調べた実験
結果を示す。図7はX線回折装置で測定した特性図であ
る。酸化亜鉛薄膜のc軸配向性と下部電極であるAuの
c軸配向性は良好な相関関係にあり、この関係は次式で
示される。 σZnO=0.67σAu−0.03
Further, FIG. 7 shows the experimental results of examining the relationship between the c-axis orientation of the zinc oxide thin film and the c-axis orientation of the lower electrode Au. FIG. 7 is a characteristic diagram measured by an X-ray diffractometer. The c-axis orientation of the zinc oxide thin film and the c-axis orientation of Au as the lower electrode have a good correlation, and this relationship is expressed by the following equation. σZnO = 0.67σAu−0.03

【0036】前記の関係式から、被検体の内部測定に必
要な感度を有するための酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σ
ZnO)が1.5゜以下という条件が満たされるのは、
下部電極のAuのc軸配向性(σAu)が2.2゜以下
の場合であるということが理解できる。
From the above relational expression, the c-axis orientation (σ) of the zinc oxide thin film for having the sensitivity necessary for the internal measurement of the subject is obtained.
The condition that (ZnO) is 1.5 ° or less is satisfied is
It can be understood that the case where the c-axis orientation (σAu) of Au of the lower electrode is 2.2 ° or less.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に形成された下部電極、該下部電極膜上に形成さ
れた酸化亜鉛薄膜及び該酸化亜鉛薄膜上に形成された上
部電極を有する圧電素子において、基板としてサファイ
アを使用し、酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)の
値が、0゜<σZnO≦2.5゜、特に0゜<σZnO
≦1.5であり、及び/又は、下部電極を形成する金
(Au)薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、0゜<σ
Au≦4.5゜、特に0゜<σAu≦2.2であれば、
超音波プローブの感度を向上させることができ、従来観
察することのできなかった微小な内部欠陥が観察できる
ようになる。
As described above, according to the present invention,
In a piezoelectric element having a lower electrode formed on a substrate, a zinc oxide thin film formed on the lower electrode film and an upper electrode formed on the zinc oxide thin film, sapphire is used as a substrate, The value of c-axis orientation (σZnO) is 0 ° <σZnO ≦ 2.5 °, especially 0 ° <σZnO.
≦ 1.5 and / or the value of c-axis orientation (σAu) of the gold (Au) thin film forming the lower electrode is 0 ° <σ
If Au ≦ 4.5 °, especially 0 ° <σAu ≦ 2.2,
The sensitivity of the ultrasonic probe can be improved, and minute internal defects that could not be observed conventionally can be observed.

【0038】更に、下部電極であるAuの成膜後、ある
いは酸化亜鉛薄膜の成膜後に、配向性評価を行うこと
で、プローブ製作プロセスの途中でプローブの性能管理
を行うことができる。
Further, the performance of the probe can be controlled during the probe manufacturing process by evaluating the orientation after forming the lower electrode of Au or forming the zinc oxide thin film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の圧電素子からなる、超音波非破壊検査
用の焦点型プローブの概要断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a focus type probe for ultrasonic nondestructive inspection including a piezoelectric element of the present invention.

【図2】本発明の圧電素子用の酸化亜鉛薄膜を形成する
のに使用される高周波マグネトロンスパッタリング装置
の一例の概要構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a high frequency magnetron sputtering apparatus used for forming a zinc oxide thin film for a piezoelectric element of the present invention.

【図3】実施例で形成した酸化亜鉛薄膜のX線回折分析
の波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram of an X-ray diffraction analysis of a zinc oxide thin film formed in an example.

【図4】酸化亜鉛薄膜に回折線ピーク角度(34゜)で
X線を入射させて測定したロッキングカーブ測定結果を
示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a rocking curve measurement result measured by making X-rays incident on a zinc oxide thin film at a diffraction line peak angle (34 °).

【図5】プローブの感度を測定するための装置構成を示
す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a device configuration for measuring the sensitivity of a probe.

【図6】酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)と感度
との関係を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between c-axis orientation (σZnO) of zinc oxide thin film and sensitivity.

【図7】酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)とAu
薄膜のc軸配向性(σAu)との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 7: c-axis orientation (σZnO) and Au of zinc oxide thin film
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship with c-axis orientation (σAu) of a thin film.

【図8】従来の超音波プローブを使用する非破壊検査装
置の一例を示す概要構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional nondestructive inspection apparatus using an ultrasonic probe.

【図9】酸化亜鉛の結晶構造を示す模式的構成図であ
り、(a)は結晶配位構成を示し、(b)は結晶の模式
的構造を示す。
FIG. 9 is a schematic constitutional diagram showing a crystal structure of zinc oxide, (a) showing a crystal coordination constitution, and (b) showing a schematic crystal structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サファイアレンズ(基板) 2 下部電極 3 酸化亜鉛薄膜 4 上部電極 5 凹部 6 音響整合層 20 ヒータ 21 チャンバ 22 雰囲気ガス送入管 23 排気ダクト 26 ZnOターゲット 27 ターゲットホルダ 28 基板ホルダ 56 パルサ 57 アッテネータ 58 増幅器 59 波形モニタ 1 Sapphire Lens (Substrate) 2 Lower Electrode 3 Zinc Oxide Thin Film 4 Upper Electrode 5 Recess 6 Acoustic Matching Layer 20 Heater 21 Chamber 22 Atmospheric Gas Inlet Tube 23 Exhaust Duct 26 ZnO Target 27 Target Holder 28 Substrate Holder 56 Pulser 57 Attenuator 58 Amplifier 59 Waveform monitor

───────────────────────────────────────────────────── 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 C23C 14/35 C23C 14/35 Z G01L 1/16 G01L 1/16 G01N 29/24 G01N 29/24 H01L 21/203 H01L 21/203 S 41/09 41/08 C 41/08 Z 41/18 41/18 101A 41/22 41/22 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location C23C 14/35 C23C 14/35 Z G01L 1/16 G01L 1/16 G01N 29/24 G01N 29/24 H01L 21/203 H01L 21/203 S 41/09 41/08 C 41/08 Z 41/18 41/18 101A 41/22 41/22 Z

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された下部電極、該下部電
極膜上に形成された酸化亜鉛薄膜及び該酸化亜鉛薄膜上
に形成された上部電極を有する圧電素子において、基板
としてサファイアを使用し、酸化亜鉛薄膜のc軸配向性
(σZnO)の値が、0゜<σZnO≦2.5゜である
ことを特徴とする圧電素子。
1. A piezoelectric element having a lower electrode formed on a substrate, a zinc oxide thin film formed on the lower electrode film, and an upper electrode formed on the zinc oxide thin film, wherein sapphire is used as the substrate. A piezoelectric element characterized in that the zinc oxide thin film has a c-axis orientation (σZnO) value of 0 ° <σZnO ≦ 2.5 °.
【請求項2】 酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)
の値が、0゜<σZnO≦1.5゜である請求項1の圧
電素子。
2. A c-axis orientation (σZnO) of a zinc oxide thin film.
2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the value of 0 ° <σZnO ≦ 1.5 °.
【請求項3】 下部電極が金(Au)薄膜からなり、該
Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、0゜<σAu
≦4.5゜である請求項1の圧電素子。
3. The lower electrode is made of a gold (Au) thin film, and the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 ° <σAu.
The piezoelectric element according to claim 1, wherein ≦ 4.5 °.
【請求項4】 Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値
が、0゜<σAu≦2.2゜である請求項1の圧電素
子。
4. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 ° <σAu ≦ 2.2 °.
【請求項5】 被検体の表面を探査するための超音波非
破壊検査用プローブとして使用され、酸化亜鉛薄膜のc
軸配向性(σZnO)の値が、0゜<σZnO≦2.5
゜であり、Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、0
゜<σAu≦4.5゜である請求項1の圧電素子。
5. A zinc oxide thin film c used as a probe for ultrasonic nondestructive inspection for probing the surface of a subject.
The value of axial orientation (σZnO) is 0 ° <σZnO ≦ 2.5.
And the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0.
The piezoelectric element according to claim 1, wherein the relation of <° Au ≦ 4.5 °.
【請求項6】 被検体の内部を探査するための超音波非
破壊検査用プローブとして使用され、酸化亜鉛薄膜のc
軸配向性(σZnO)の値が、0゜<σZnO≦1.5
゜であり、Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、0
゜<σAu≦2.2゜である請求項1の圧電素子。
6. A zinc oxide thin film c used as a probe for ultrasonic nondestructive inspection for probing the inside of a subject.
The value of axial orientation (σZnO) is 0 ° <σZnO ≦ 1.5.
And the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0.
2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the relationship of <° Au ≦ 2.2 °.
【請求項7】 基板上に下部電極を形成し、この電極上
に酸化亜鉛薄膜を形成し、さらに酸化亜鉛薄膜上に上部
電極を形成することからなる圧電素子の製造方法におい
て、基板材料としてサファイアを使用し、該サファイア
基板の下部電極形成面を光学研磨し、この光学研磨面に
下部電極を形成し、高周波マグネトロンスパッタリング
法により酸化亜鉛薄膜を生成し、酸化亜鉛薄膜のc軸配
向性(σZnO)の値を0゜<σZnO≦2.5゜とす
ることを特徴とする圧電素子の製造方法。
7. A method for manufacturing a piezoelectric element, which comprises forming a lower electrode on a substrate, forming a zinc oxide thin film on the electrode, and further forming an upper electrode on the zinc oxide thin film, wherein sapphire is used as a substrate material. Is used to optically polish the lower electrode formation surface of the sapphire substrate, the lower electrode is formed on this optically polished surface, and a zinc oxide thin film is formed by a high frequency magnetron sputtering method. The c-axis orientation (σZnO The method of manufacturing a piezoelectric element is characterized in that the value of 2) is 0 ° <σZnO ≦ 2.5 °.
【請求項8】 酸化亜鉛薄膜のc軸配向性(σZnO)
の値を、0゜<σZnO≦1.5゜とする請求項7の圧
電素子の製造方法。
8. A c-axis orientation (σZnO) of a zinc oxide thin film.
8. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein the value of is 0 ° <σZnO ≦ 1.5 °.
【請求項9】 基板の光学研磨表面に金(Au)を電子
ビーム蒸着法により蒸着させることにより金薄膜を形成
し、該Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値を、0゜<
σAu≦4.5゜とする請求項7の圧電素子の製造方
法。
9. A gold thin film is formed by evaporating gold (Au) on an optically polished surface of a substrate by an electron beam evaporation method, and the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 ° <.
The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein σAu ≦ 4.5 °.
【請求項10】 Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値
を、0゜<σAu≦2.2゜とする請求項9の圧電素子
の製造方法。
10. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 9, wherein the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is 0 ° <σAu ≦ 2.2 °.
【請求項11】 被検体の表面を探査するための超音波
非破壊検査用プローブとして使用され、酸化亜鉛薄膜の
c軸配向性(σZnO)の値が、0゜<σZnO≦2.
5゜であり、Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、
0゜<σAu≦4.5゜である請求項7の圧電素子の製
造方法。
11. A c-axis orientation (σZnO) value of a zinc oxide thin film, which is used as a probe for ultrasonic nondestructive inspection for probing the surface of an object, is 0 ° <σZnO ≦ 2.
It is 5 °, and the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is
The method of manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein 0 ° <σAu ≦ 4.5 °.
【請求項12】 被検体の内部を探査するための超音波
非破壊検査用プローブとして使用され、酸化亜鉛薄膜の
c軸配向性(σZnO)の値が、0゜<σZnO≦1.
5゜であり、Au薄膜のc軸配向性(σAu)の値が、
0゜<σAu≦2.2゜である請求項7の圧電素子の製
造方法。
12. The c-axis orientation (σZnO) value of a zinc oxide thin film, which is used as a probe for ultrasonic nondestructive inspection for probing the inside of a subject, is 0 ° <σZnO ≦ 1.
It is 5 °, and the value of c-axis orientation (σAu) of the Au thin film is
The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein 0 ° <σAu ≦ 2.2 °.
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