JPS595718A - 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す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［１４，５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Ｃｒ−Ａ
ｕ系またはＴｉ−Ａｕ系からなる電極を示す。

この電極６．１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Ｔ１、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−Ａｕ５Ｃｒ−Ｐｄ−Ａｕ、　０ｒ−
Ｎ　１−Ａｕ、Ｃｒ−ＣＵ−Ｎ　＋−ハｕ１ｃｒ−ｃｕ
−Ａｕなどがあり、またＴｉ−ＡＵ系電極としてはＴｉ
−Ａｕのほが、Ｔ　ｉ　−ｃｕ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａ
ｕ１Ｔｉ−Ｐｄ−Ａｕなどがある。上記した電極構成の
うち、ＴｉまたはＣｒハ２００〜５０ｏＡ、Ａｕハ３ｏ
ｏｏ〜５ｏｏｏ入）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
きく変化させるという現象が認められた。また高温負荷
前曲試験を行うと、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するに当っては、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はエリンバなどからなる金属音叉、１２は酸化亜鉛
薄膜、１３は７層、１４は０ｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ
−、Ａ、ｕ光電極である。このうちＶ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Ｉ８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７
層、２７はＶ層２６の上に形成された０ｒ−Ａｕ系電極
またはＴｉ−ＡＬＪ系電極電極る。

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Ｔｉ−Ａｕ系電極３２、Ｖ層３３、酸化亜鉛薄膜３
４、Ｖ層３５、および０ｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ−Ａ
ｕ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
適用した例を示す側面図である。

図において、４１は酸化亜鉛薄膜、４２は酸化亜鉛ＷＩ
膜４１の両面に形成された７層、４３はＶ層４２の上に
形成されたＣｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ−Ａｕ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、ＳｉＯ２などからなる基板、
基板５１の上にはＣｒ−Ａｕ系電極またはＴｉ−Ａｕ系
電極５２．７層５３が順次形成されている。

さらに７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
亜鉛薄膜５４の上には７層５５、および０ｒ−Ａｕ系電
極またはｒ＋−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Ｆ４膜１２を形成し、その上
にｖ層１３を抵抗加熱法により２００Ａの厚みで形成し
、ざらにその上にｌｉが３００Ａ、Ａｕが３ｏｏｏＸ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。

この撮動子に直流電圧２０Ｖを印加し、１００℃の温度
に１ｏｏｏｏ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Ｔ　ｉ　−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。この振動周波数の経時変化特
性（ΔＦ／Ｆ’ｏ）は次式より求めた。

測定し、その結果を第９図示した。

第８図〜第９図から明らかなように、この発明にかかる
ものは、振動周波数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
０図のようになる。図中、Ｃｄは並列容量を示し、酸化
亜鉛薄膜をコンデンサ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、Ｌ
ｏは等価インダクタンスである。

ここで、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１１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（５ｏ）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の値の小さなかつ変化が小さいこ
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すものであると理解
することができる。

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Ｃｒ１Ｔｉの拡散防
止層としてＶ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の変化が小さく、またＲｏの値
の変化もないなど信頼性の高い酸化亜鉛ｌ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す側面図、第２図は第１
図における電橋部分の部分拡大図、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動周波数の経時変化特
性図、第９図は同じくＲｏの経時変化特性図、第１０図
は酸化亜鉛薄膜の′−等価回路図、第１１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・・・・・・Ｖ層、１４・・・・・・Ｃｒ−Ａｕ
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 納７０図 閉Ｉ７図 ｉ；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛薄膜表面とＣｒ−ＡＵ系電極またはＴｉ　−、
   Ａ、ｕ光電極との間にＶ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。