JPS595717A - 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示ず酸化亜鉛薄膜の電極構造に
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す側面図である。

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″Ｇま酸化亜鉛薄膜４．５の上に形成されたＣｒ−
Ａｕ系またはＴｉ　−Ａｌ１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ＣｒまたはＴｉ１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（：：
ｒ、Ｔｉは密着性を向上させるためのものであり、また
Ａｕ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。

図示したほか、Ｃｒ−Ａｕ系電極としてはＣｒ−ＡＵの
ほか、Ｃｒ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｐｄ−Ａｕ、０ｒ−Ｎ
　１−Ａｕ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎ　ｉ　−Ａｕ１Ｃｒ−Ｃｕ
−Ａｕなどがあり、またＴ　ｉ　−ＡＵ系電極としては
Ｔｉ−Ａｕのほか、Ｔ　＋　−ｃｕ−Ａｕ、Ｔｔ−Ｐｔ
−Ａｕ、Ｔ　１−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記し１＝電
極構成のうち、「ｉまたはＣｒは２００〜５００Ａ　、
　Ａ　ｕは３０００〜５０００Ａの膜厚の範囲に抵抗加
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、Ｏｒが高い親和性を示すため、酸化亜鉛薄膜中に
ＴｉまたはＯｒが拡散でるか、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った。

したがって、酸化亜鉛薄膜を形成覆るに当っては、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さ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。

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示す側面図である。

１１はＴリンパなどからなる金属音叉、１２は酸化亜鉛
薄膜、１３はＴａ層、１４はＣｒ−Ａｕ系電極またはＴ
ｉ−Ａｕ系電極である。このうち１８層１３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Ｔ
ａ層、２７は１８層２６の上に形成された０ｒ−ＡＬＪ
系電極電極はＴｉ−Ａｕ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、Ｃｒ−Ａｕ系電極ま
たはＴ　ｒ−Ａｕ系電極３２．Ｔａ層３３、酸化亜鉛薄
膜３４．１８層３５、および０ｒ−Ａｕ系電極またはＴ
ｉ−Ａｕ系電極３６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
適用した例を示づ側面図である。

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Ｔａ層、４３はＴａ層４２の上
に形成されたＣｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−ＡＩＪ系電
極電極る。

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０ｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系
電極５２．１−ａｌＦｊ５３が順次形成されている。さ
らにＴａ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１１ｉ５４の上にはｌａ層５５、および０ｒ−Ａ
ｕ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′Ｃ１第３図に示した音叉撮動
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ｔ′説明すれば、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１８層１３を電子ビーム法により　１００人の厚みで
形成し、さらにその上にＴ１が３００Ａ、ＡＵが３００
０Ａ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　
Ｈｚ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図に示ず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。この振動嬰波数の経時変化特性
（△Ｆ／Ｆｏ）また、絶縁抵抗（ＩＲ）および直列共振
抵抗（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にて測定した埴である。

第８図〜第１０図から明らかなように、この発明にかか
るしのは、振動周波数、ＩＲｌおよびＲ。

のいずれも従来例にくらべて経時変化が小さくなってい
る。

ここでＩＲ，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てその等両回路を示せば第１
１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］ンデン）ｌとして考えた場合の静電容量に
近い値ぐある。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は圧電体としての特性を備
える上で高い値を示すことが必要とされることから、Ｉ
Ｒ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
っており、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は変化幅が小さ
なものとなっているが、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（ｊ
ｏ）に対応し、このＲｏが大きく変化ずれば、発振条件
の低下をもたらすことになることが伺える。したがって
Ｒｏの値の変化が小さい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
性を示づものであると理解することができる。

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１〔。

以上この発明によれば、酸化亜鉛薄膜とＣｒ−Ａｕ系電
極またはＴｉ−Ａｕ系電極との間にＯｒ、Ｔｉの拡散防
止層としてＴａ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跡Ｉ１９を
提供することかできる。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、ＩＲの変化が小さく、
またＲ　ｏの値の変化も小さいなど信頼性の高い酸化亜
鉛薄膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音叉撮動子の一例を示１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図は音叉撮動子
にこの発明にかかる酸化亜鉛′Ｘｇ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動周波数の経時変
化特性図、第９図は同じ＜１１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・・・・・・Ｔａ層、１４・・・・・・Ｃｒ−Ａ
ｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系電極。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社村田製作所 第５図 角う　　乙　　１１Ｂ 輔７図 −８３− 第１１０ ％ｆ？図 も　３Ｑ Ｆｈ′Ｉｌ数−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛Ｍ膜表面と０ｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ　−Ａ
   Ｕ系電極との間にＴａ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。