JPS5831742B2 - 酸化亜鉛の圧電結晶膜 - Google Patents
酸化亜鉛の圧電結晶膜Info
- Publication number
- JPS5831742B2 JPS5831742B2 JP52111760A JP11176077A JPS5831742B2 JP S5831742 B2 JPS5831742 B2 JP S5831742B2 JP 52111760 A JP52111760 A JP 52111760A JP 11176077 A JP11176077 A JP 11176077A JP S5831742 B2 JPS5831742 B2 JP S5831742B2
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- Japan
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- crystal film
- piezoelectric crystal
- zinc oxide
- sulfur
- oxide piezoelectric
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は酸化亜鉛からなる圧電結晶膜に関するもので
ある。
ある。
酸化亜鉛の圧電結晶膜の製造方法としては真空蒸着法、
気相反応法あるいはスパッタリング法などがある。
気相反応法あるいはスパッタリング法などがある。
この中でたとえばスパッタリング法、特に高周波スパッ
タリング法は軸配向した結晶膜の成長速度が早く、工業
的に量産することができるという利点を備えている。
タリング法は軸配向した結晶膜の成長速度が早く、工業
的に量産することができるという利点を備えている。
この高周波スパッタリング法を用いて被着面に酸化亜鉛
の圧電結晶膜を作成する場合、従来はターゲットに高純
度の酸化亜鉛の焼結体を用いていたが、このターゲット
を用いて高周波スパッタリングをしても、得られた結晶
膜の密着性か悪く、良質な膜でなかった。
の圧電結晶膜を作成する場合、従来はターゲットに高純
度の酸化亜鉛の焼結体を用いていたが、このターゲット
を用いて高周波スパッタリングをしても、得られた結晶
膜の密着性か悪く、良質な膜でなかった。
また被着面に対してＣ軸を垂直にすることがむつかしか
った。
った。
このように酸化亜鉛の圧電結晶膜の密着性が悪いと、た
とえば弾性表面波濾波器をこの圧電結晶膜で構成した場
合、膜が剥離したりして、＜シ歯状電極が形成されにく
く、断線事故が発生しやすくなり、ざらに伝搬ロスも大
きくなるという欠点があった。
とえば弾性表面波濾波器をこの圧電結晶膜で構成した場
合、膜が剥離したりして、＜シ歯状電極が形成されにく
く、断線事故が発生しやすくなり、ざらに伝搬ロスも大
きくなるという欠点があった。
また、被着面に垂直な軸に対してＣ軸が傾いていると電
気機械結合係数の値が小さくなり、変換効率のよい酸化
亜鉛の圧電結晶膜が得られにくかった。
気機械結合係数の値が小さくなり、変換効率のよい酸化
亜鉛の圧電結晶膜が得られにくかった。
このような問題を種々検討した結果、酸化亜鉛の圧電結
晶膜にイオウを含有させると、被着面に対しＣ軸が垂直
で、良質な圧電結晶膜か得られることを見い出したので
ある。
晶膜にイオウを含有させると、被着面に対しＣ軸が垂直
で、良質な圧電結晶膜か得られることを見い出したので
ある。
以下にこの発明を説明するために、高周波スパッタリン
グ法を用いて酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウな含有させ
た一例について説明する。
グ法を用いて酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウな含有させ
た一例について説明する。
第１図は酸化亜鉛の圧電結晶膜を形成するための高周波
２極スパツタリング装置を示す。
２極スパツタリング装置を示す。
１は気密容器（ベルジャ）を示し、この気密容器１には
一対の平行平板状の陰極２と陽極３が配置されている。
一対の平行平板状の陰極２と陽極３が配置されている。
陰極２の上にはイオウを含有している酸化亜鉛からなる
ターゲット４が固定されている。
ターゲット４が固定されている。
５はシャッタである。
陽極３には被着物となるガラス、金属などの基板６が固
定され、この基板６はスパッタリング中に２００〜５ｏ
ｏ℃の範囲で加熱される。
定され、この基板６はスパッタリング中に２００〜５ｏ
ｏ℃の範囲で加熱される。
γは排気孔、８はガス導入口である。
高周波スパッタリングをするには、気密容器１を密封し
たのち排気孔７からＩ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以上の真
空度になるように排気する。
たのち排気孔７からＩ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以上の真
空度になるように排気する。
次にガス導入口８からアルゴン、酸素あるいは酸素とア
ルゴンの混合ガスを導入し、ガス圧がｌＸｌ０−１〜Ｉ
Ｘ １０−”Ｔｏｒｒになるようにする。
ルゴンの混合ガスを導入し、ガス圧がｌＸｌ０−１〜Ｉ
Ｘ １０−”Ｔｏｒｒになるようにする。
陰極２には高周波電源９により高周波電圧を印加する。
ターゲット４には単位面積当たり２〜８ｗ／ｃｒＡの高
周波電力を供給する。
周波電力を供給する。
イオウを含有する酸化亜鉛の焼結体からなるターゲット
は次のようにして作成した。
は次のようにして作成した。
原料としてＺｎＯ、ＺｎＳ （硫化亜鉛）の各粉末を用
い、第１表に示す比率になるように調合し、湿式混合し
た。
い、第１表に示す比率になるように調合し、湿式混合し
た。
これらを脱水したのち６００〜８００℃で２時間仮焼を
行った。
行った。
次に有機バインダとともに湿式ミルで粉砕、混合し、さ
らに脱水、乾燥率＊したのち整粒した。
らに脱水、乾燥率＊したのち整粒した。
こののち粉末を１０００ｋｇ／ｃｒｒｆの圧力で加圧成
型し、直径１００ｍｍ、厚み５間の円板に成型した。
型し、直径１００ｍｍ、厚み５間の円板に成型した。
さらに成型円板を１２００℃で２時間焼成してイオウを
含むターゲット試別を作成した。
含むターゲット試別を作成した。
得られたターゲットの比抵抗、理論密度に対する焼結密
度の百分率（焼結密度／理論密度ＸＩ ００ ）を測定
したところ第１表に示すような結果が得られた。
度の百分率（焼結密度／理論密度ＸＩ ００ ）を測定
したところ第１表に示すような結果が得られた。
各ターゲット試別を用いて高周波スパッタリング装置で
ガラス基板に酸化亜鉛の圧電結晶膜を形成した。
ガラス基板に酸化亜鉛の圧電結晶膜を形成した。
高周波スパッタリングは次の条件により行った。
すなわち、ガス導入口８から気密容器１にアルゴン９０
容量多と酸素１０容量多の混合ガスを導入し、気密容器
１の圧力を２Ｘ １０”−”Ｔｏｒｒ、 被着面とな
るガラス基板を３５０℃に加熱した。
容量多と酸素１０容量多の混合ガスを導入し、気密容器
１の圧力を２Ｘ １０”−”Ｔｏｒｒ、 被着面とな
るガラス基板を３５０℃に加熱した。
またターゲット４には単位面積当たりたとえば、周波数
１３．５６ ＭＨｚで６ｗＡＪの電力を供給した。
１３．５６ ＭＨｚで６ｗＡＪの電力を供給した。
このようにして得られた酸化亜鉛の圧電結晶膜のＣ軸配
向性をＸ線回折のロッキングカーブ法（参考文献：答方
、中鉢、菊池「ＺｎＯ結晶薄膜における結晶軸の定量的
−表示法（極点図の導入と正規分布近似）」第２０回応
物連合講演予稿、２（１９７３）８４．苦力誠東北大学
博士論文（１９７４））により測定した。
向性をＸ線回折のロッキングカーブ法（参考文献：答方
、中鉢、菊池「ＺｎＯ結晶薄膜における結晶軸の定量的
−表示法（極点図の導入と正規分布近似）」第２０回応
物連合講演予稿、２（１９７３）８４．苦力誠東北大学
博士論文（１９７４））により測定した。
被着面に垂直な軸に対しＣ軸が何度傾いているかその平
均値ｉと標準偏差σを求めた。
均値ｉと標準偏差σを求めた。
また各試別につき膜質、密着性を測定した。
なお密着性はＭＩＬ−８ＴＤ−２０２Ｄの試験法１０７
Ｃにより行い、圧電結晶膜がガラス基板からはがれたも
のを「不可」、ひび割れの生じたものを「やや良好」、
変化のないものを「良好」とした。
Ｃにより行い、圧電結晶膜がガラス基板からはがれたも
のを「不可」、ひび割れの生じたものを「やや良好」、
変化のないものを「良好」とした。
上記した酸化亜鉛の圧電結晶膜の各特性を第１表に合わ
せて示した。
せて示した。
第１表から、この発明によるものはＣ軸が被着面に対し
、はぼ垂直になっており、このことから大きな電気機械
結合係数が得られ、変換効率のよいすぐれた圧電結晶膜
の得られていることがわかる。
、はぼ垂直になっており、このことから大きな電気機械
結合係数が得られ、変換効率のよいすぐれた圧電結晶膜
の得られていることがわかる。
また、膜質もなめらかでさらに密着性もよく良質な圧電
結晶膜が得られている。
結晶膜が得られている。
第１表中、試料番号７につき、酸化亜鉛の圧電結晶膜の
各特性を「−」で示したが、これはＣ軸が被着面に対し
て垂直に配向せず、圧電結晶膜として使用できないため
、特性の評価を行わなかったことを意味する。
各特性を「−」で示したが、これはＣ軸が被着面に対し
て垂直に配向せず、圧電結晶膜として使用できないため
、特性の評価を行わなかったことを意味する。
なお、この発明において酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウ
を含有させる範囲はイオウの原子俤に換算して０．０１
〜１５．０原子係の範囲にあればよい。
を含有させる範囲はイオウの原子俤に換算して０．０１
〜１５．０原子係の範囲にあればよい。
つまり、０．０１原子俤未満になると密着性が悪くなり
、１５．０原子多を越えると配向性が悪くなる。
、１５．０原子多を越えると配向性が悪くなる。
上記した実施例ではターゲット中にイオウを含有させた
が、そのほかにイオウの化合物を用いてもよく、得られ
た酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウが含まれていれば同様
の効果が得られる。
が、そのほかにイオウの化合物を用いてもよく、得られ
た酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウが含まれていれば同様
の効果が得られる。
また上記した実施例では高周波スパッタリング法を用い
たが、酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウを含有させること
ができれば他の方法、たとえば同時スパッタリング法あ
るいはイオンブレーティング法などを用いてもよい。
たが、酸化亜鉛の圧電結晶膜にイオウを含有させること
ができれば他の方法、たとえば同時スパッタリング法あ
るいはイオンブレーティング法などを用いてもよい。
第１図はこの発明の一実施例を説明するために用いたス
パッタリング装置の概略図である。 １・・・・・・気密容器、２・・・・・・陰極、３・・
・・・・陽極、４・・・・・・ターゲット、６・・・・
・・基板。
パッタリング装置の概略図である。 １・・・・・・気密容器、２・・・・・・陰極、３・・
・・・・陽極、４・・・・・・ターゲット、６・・・・
・・基板。
Claims (1)
- １ 被着面に対しＣ軸が垂直になっている酸化亜鉛の圧
電結晶膜であって、この圧電結晶膜にイオウを０．０１
〜１５．０原子多含有させたことを特徴とする酸化亜鉛
の圧電結晶膜。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52111760A JPS5831742B2 (ja) | 1977-09-17 | 1977-09-17 | 酸化亜鉛の圧電結晶膜 |
| DE19782839715 DE2839715A1 (de) | 1977-09-17 | 1978-09-13 | Piezoelektrische kristalline filme aus zinkoxyd und verfahren zu ihrer herstellung |
| US05/942,278 US4219608A (en) | 1977-09-17 | 1978-09-14 | Piezoelectric crystalline film of zinc oxide and method for making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52111760A JPS5831742B2 (ja) | 1977-09-17 | 1977-09-17 | 酸化亜鉛の圧電結晶膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5445795A JPS5445795A (en) | 1979-04-11 |
| JPS5831742B2 true JPS5831742B2 (ja) | 1983-07-08 |
Family
ID=14569486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52111760A Expired JPS5831742B2 (ja) | 1977-09-17 | 1977-09-17 | 酸化亜鉛の圧電結晶膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5831742B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7173033B2 (ja) * | 2017-10-31 | 2022-11-16 | 住友大阪セメント株式会社 | 化粧料用酸化亜鉛粉体、分散液、化粧料、および化粧料用酸化亜鉛粉体の製造方法 |
-
1977
- 1977-09-17 JP JP52111760A patent/JPS5831742B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5445795A (en) | 1979-04-11 |
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