JPS595716A - 酸化亜鉛薄膜の電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は安定な特性を承り酸化亜鉛Ｎ膜の電極構造に
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。

第１図は音叉振動子の一例を示づ側面図である。

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２ａ、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、スパッタリング
法、イオンブレーティ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０ｒ−Ａｕ
系またはＴｉ−Ａｕ系からなる電極を示す。

この電極６．７は第２図にその詳細な構造を示すように
、第１層電極８としてＯｒまたはｌｉ、第２層電極９と
してＡｕからなるものが用いられていた。ここでＣｒ、
　Ｔｉは密着性を向上させるためのものであり、またＡ
Ｕはワイヤボンディングや半田付けができるように選ば
れたものである。

図示した：天か、０ｒ−ＡＵ系電極としては０ｒ−ＡＬ
Ｉのほか、Ｃｒ−Ｐｔ−Ａｕ５Ｃｒ−Ｐｄ　−Ａｕ、Ｃ
ｒ−Ｎ　１−Ａｕ、　Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎ　ｉ−ハリ、０ｒ
−Ｃｕ−ＡＵなどがあり、またＴｉ−ＡＵ系電極として
はＴｉ−Ａｕのほか、Ｔ　ｉ　−Ｃｕ−Ａｕ、”ｒｉ−
ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記した電
極構成のうち、Ｔｉまたはの範囲に抵抗加熱法、電子ビ
ーム蒸着法などにより形成される。

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た。つまり、第１層電極の
Ｔｉ、Ｃｒが高い親和性を示すため、酸化亜鉛薄膜中に
ＴｉまたはＯｒが拡散するか、酸化亜鉛から酸素を奪い
、酸化亜鉛薄膜の電気的特性、たとえば振動周波数を大
きく変化さけ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った。

したがって、酸化亜鉛薄膜を形成づるに当っては、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ざなければならなかった。

この発明はかかる背景からなされたものであり、安定な
特性を示づ酸化亜鉛簿膜の電極構造を提供覆ることを目
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。

第３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承り側面図である。

１１は］−リンパなどからなる金属音叉、１２は酸化亜
鉛薄膜、１３はＶ２Ｏ３層、１４は０ｒ−Ａｕ系電極ま
たはＴｉ−Ａｕｕ系電極ある。このうち＼１２０３層１
３は電子ビーム法、スパッタリング法、イオンビーム法
、抵抗加熱蒸着法などによって形成される。

第４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＠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“（，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
Ｃいる。２５は酸化亜鉛薄膜て振動子２２の表面に形成
されている。２６は酸化亜鉛ＩＮ！２５の上に形成され
た＼／２０３層、２７ハＶ２Ｏ３！１１２６（７）上ニ
形成されたＣ　ｒ　−Ａ　ｕ系電極または１−ｉ　−Ａ
ｕ系電極である。

第５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。

図において、３１はセラミクス、プラスチック、ゴムな
どの基板、この基板３１表面には、０ｒ−Ａｕ系電極ま
たはｌ’１−ＡＬＪ系電極電極３２２Ｏ３層３３、酸化
亜鉛薄膜３４、Ｖ２０ａ１Ｍ３５、およびＣｒ−Ａｕ系
電極またはＴｉ−Ａｕ系％４１３６が順次形成されてい
る。

第６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ぐある。

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Ｖ２０３層、４３はＶ２Ｏ３層
４２の上に形成された０ｒ＝ＡＵ系電極またはＴｉ−Ａ
ｕ系電極である。

第７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。

図において、５１はＳｉ、５ｉ０２などからなる基板、
基板５１の上にはＣｒ　−Ａ　ＬＪ系電極またはＴｉ−
Ａｕ系電極５２、Ｖ２０３層５３が順次形成されている
。ざらにＶ２０Ｇ層５３の上には酸化亜鉛薄ｇ５４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Ｖ２Ｏ３層５５、および
Ｃｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系電極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３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。

第３図を参照して説明１れば、振動子１１の上にスパッ
タリング法により酸化亜鉛薄膜１２を形成し、その上に
Ｖ２Ｏ３層１３を抵抗加熱法により２５０△の厚みで形
成し、さらにその上にＴｉが３００Ａ、Ａｕが３０００
Ａの厚みからなるＴｉ−Ａｕ系電極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３２Ｋ　Ｈ
Ｚの振動子を作成した。

この振動子に直流電圧２０Ｖを印加し、１００℃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８
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Ｔｉ−Ａｕ系電
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。この撮動周波数の経時変化特性（
ΔＦ／Ｆｏ）は次式より求めた。

（Ｒｏ　）についてもそれぞれ同様に測定し、その結果
を第９図、第１０図にそれぞれ示した。なお、ＩＲにつ
いては測定電圧１０Ｖにで測定した値Ｃある。

第８図〜第１０図から明らかなように、この発明にがか
るｂのは、振動周波数、ＩＲについては従来例にくらべ
て経時変化が小さく、Ｒｏについては従来例にくらべて
小さな値を示している。

ここでＴＲ，、Ｒｏを測定したのは次のような理由によ
る。

まず、酸化亜鉛薄膜についでその等節回路を示せば第１
１図のようになる。図中、Ｃ（ｌは並列容量を示し、酸
化亜鉛薄膜をコンデン１）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。またＩＲは酸化亜
鉛薄膜の絶縁抵抗である。

ここで、酸化亜鉛薄膜のＩＲは＋−ｒ電休と体ての特性
を備える上で高い値を承りことが必要とされることから
、ＩＲの劣化が生じることは不都合なこととされている
。ところが、第９図から明らかなように、この発明の実
施例によれば、従来のものにくらべてＩＲの低下が小さ
くなっ−ＣｉＪ５す、実用上有用な酸化亜鉛薄膜の電極
構造であると云える。

また、この発明の実施例によれば、Ｒｏは小さな値を示
している。このＲｏは第１２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（、ｔｏ）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、発成条件め低下をもたらすことになることが伺
える。したがってＲｏの値の小さなこの発明のものによ
ればかかる問題がなく、高温負荷の条件においても実用
上十分な特性を示１ものであると理解づることができる
。なお、０ｒ−ＡＵ系電極についてこの発明を適用して
も同様の効果が得られることを確認した。

以上この発明によれば、酸化亜鉛薄膜と０ｒ−Ａｕ系電
極またはＴｉ−Ａｕ系電極との間にＯｒ、Ｔｉの拡散防
１層としてＶ２０３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′？１ｗｉ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振動
周波数、Ｉ　Ｒの変化が小さく、またＲｏの値の増大も
ないなど信頼性の高い酸化並鉛薄膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音叉振動子の一例を示づ側面図、第２図は第１
図における電極部分の部分拡大図、第３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４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５
図〜第７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８図はこの
発明の具体的実施例にもとづく振ｌｌ］周波数の経時変
化特性図、第９図は同じ＜ＩＲの経時変化特性図、第１
０図は同じ＜Ｒｏの経時変化特性図、第１１図は酸化亜
鉛薄膜の等両回略図、第１２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・・・・・・ｖ２０３層、１４−・−＝−Ｃｒ　
−Ａ　ｕ光電極またＬ；Ｌ−ｒｉ−ＡＵ系電極。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社村田製作所 ＠／ｍ　　　　　％２図 第　５　図 第１＝　図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛薄膜表面とＣｒ　−Ａ　ｕ系電極またはＴｔ−
   Ａｕ系電極との間にＶ２Ｏ；〕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。