JPS61177900A - 圧電変換器およびその製造方法 - Google Patents
圧電変換器およびその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、圧電素子およびその製造方法に関し。
特に薄膜圧電素子の圧電体を圧電性の優れたチタン酸鉛
（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）で形成するのに好適な圧電素子
およびその製造方法に関するものである。
（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）で形成するのに好適な圧電素子
およびその製造方法に関するものである。
従来、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）は１強誘電相
（正方晶系）において大きな結晶格子異方性と自発分極
Ｐｇを持つことが知られている。
（正方晶系）において大きな結晶格子異方性と自発分極
Ｐｇを持つことが知られている。
また１強誘電体結晶における圧電性は、一般に自発分極
Ｐｓの大きさに比例すると考えられることから、チタン
酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ ０３ ）の結晶にも。
Ｐｓの大きさに比例すると考えられることから、チタン
酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ ０３ ）の結晶にも。
大きな圧電性が有されている。
しかし、実際上はチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）を実
用的な大きさに単結晶で製作することが回置であるので
、現在はそのセラミックスで使用されている。ところが
チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）をセラミックスにし
たのでは、結晶軸がランダムな方向を向いた結晶粒の集
まりとなってしまい、自発分極Ｐｓが大きいというチタ
ン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）の特性を充分活かせない
。
用的な大きさに単結晶で製作することが回置であるので
、現在はそのセラミックスで使用されている。ところが
チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）をセラミックスにし
たのでは、結晶軸がランダムな方向を向いた結晶粒の集
まりとなってしまい、自発分極Ｐｓが大きいというチタ
ン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）の特性を充分活かせない
。
上記のことは、薄膜化で使用する場合も同様であり、結
晶軸の方向がランダムな多結晶薄膜では。
晶軸の方向がランダムな多結晶薄膜では。
充分な特性は期待できない、そこで対策としては、高価
な単結晶基板を用いて、そこにエピタキシャル成長させ
る試みが行われている。
な単結晶基板を用いて、そこにエピタキシャル成長させ
る試みが行われている。
チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜を圧電素子ある
いは焦電素子として用いる場合には、下地に電極を設け
る必要がある。そこで単結晶基板を用いて。
いは焦電素子として用いる場合には、下地に電極を設け
る必要がある。そこで単結晶基板を用いて。
先ず電極膜を形成し、その上に圧電性薄膜を形成して素
子化する試みが行われている。例えば、１９８４年春季
第３１回応用物理学関係連合講演会予稿集Ｐ２４０（講
演番号１ｐ−Ｈ−６）ｒＣ軸配向Ｐｂ Ｔｉ ０３薄膜
の誘電特性」に記載されているように、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）単結晶基板上に電極として白金（Ｐｔ ）
膜をＣ軸配向させ、その電極上にチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔ
ｉ Ｏａ ）薄膜をＣ軸向させている。
子化する試みが行われている。例えば、１９８４年春季
第３１回応用物理学関係連合講演会予稿集Ｐ２４０（講
演番号１ｐ−Ｈ−６）ｒＣ軸配向Ｐｂ Ｔｉ ０３薄膜
の誘電特性」に記載されているように、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）単結晶基板上に電極として白金（Ｐｔ ）
膜をＣ軸配向させ、その電極上にチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔ
ｉ Ｏａ ）薄膜をＣ軸向させている。
しかし、上記の方法においては、圧電物質とほぼ等しい
格子定数を有する極く限られた単結晶基板しか使用でき
ない、これに対して、最近では素子を集積化する要求が
強いことから、シリコン（Ｓｉ ）基板上にＺｎ Ｏな
どの圧電薄膜を形成してモノリシック構造の圧電素子を
構成する試みが行われている。このことから、シリコン
（Ｓｉ ）などの半導体基板上にも圧電薄膜を容易に形
成できる方法の実現が待れていた。
格子定数を有する極く限られた単結晶基板しか使用でき
ない、これに対して、最近では素子を集積化する要求が
強いことから、シリコン（Ｓｉ ）基板上にＺｎ Ｏな
どの圧電薄膜を形成してモノリシック構造の圧電素子を
構成する試みが行われている。このことから、シリコン
（Ｓｉ ）などの半導体基板上にも圧電薄膜を容易に形
成できる方法の実現が待れていた。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、優れ
たＣ軸配向性を有する圧電体（特にチタン酸鉛（Ｐｂ
Ｔｉ Ｏａ ））の薄膜を基板に形成するときに、基板
の材質が限定されることなく、（１００）配向の白金（
Ｐｔ ）電極膜が容易に形成でき。
たＣ軸配向性を有する圧電体（特にチタン酸鉛（Ｐｂ
Ｔｉ Ｏａ ））の薄膜を基板に形成するときに、基板
の材質が限定されることなく、（１００）配向の白金（
Ｐｔ ）電極膜が容易に形成でき。
圧電性の優れた圧電素子を安価に得ることのできる圧電
素子およびその製造方法を提供することにある。
素子およびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため１本発明の圧電素子およびその
製造方法は、基板面に山形のグレーティングを形成し、
該グレーティングされた基板上に白金（Ｐｔ ）膜を形
成して、該白金（Ｐｔ ）膜上に圧電体の薄膜を形成し
、該圧電体上に上部電極を形成することに特徴がある。
製造方法は、基板面に山形のグレーティングを形成し、
該グレーティングされた基板上に白金（Ｐｔ ）膜を形
成して、該白金（Ｐｔ ）膜上に圧電体の薄膜を形成し
、該圧電体上に上部電極を形成することに特徴がある。
以下１本発明の実施例を図面により説明する。
本発明による圧電素子は、細いグレーティングを形成し
た基板上に、単結晶薄膜を形成するグラフオエピタキシ
ー（ｌｌ法）によって白金（Ｐｔ ）電極膜を形成して
いる。
た基板上に、単結晶薄膜を形成するグラフオエピタキシ
ー（ｌｌ法）によって白金（Ｐｔ ）電極膜を形成して
いる。
グラフオエピタキシーの技術によれば、単結晶板を基板
として用いる必要がなく、安価な非晶質基板（例えば２
石英ガラス）面に、第４図、第５図に示すように、 ７
０．５°の角度でグレーティングを形成して用いれば良
い、ただし、同図の１０１は基板、１０２はグレーティ
ング、１０３は白金（Ｐｔ ）電極膜である。
として用いる必要がなく、安価な非晶質基板（例えば２
石英ガラス）面に、第４図、第５図に示すように、 ７
０．５°の角度でグレーティングを形成して用いれば良
い、ただし、同図の１０１は基板、１０２はグレーティ
ング、１０３は白金（Ｐｔ ）電極膜である。
゛白金（Ｐｔ ）は１強い（１１１）配向性を有するこ
とから第４図に示すようなグレーティング１０２を利用
することにより、（１００）配向の膜を容易に形成でき
る。
とから第４図に示すようなグレーティング１０２を利用
することにより、（１００）配向の膜を容易に形成でき
る。
（１００）配向の白金（Ｐｔ ）電極膜上には、Ｃ軸配
向性の優れたチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）の薄膜
を形成することができ、さらにその上に上部電極を蒸着
などによって設けることにより、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔ
ｉ Ｏｓ ）本来の特性を活かす優れた圧電素子を得る
ことができる。
向性の優れたチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）の薄膜
を形成することができ、さらにその上に上部電極を蒸着
などによって設けることにより、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔ
ｉ Ｏｓ ）本来の特性を活かす優れた圧電素子を得る
ことができる。
第１図（ａ）ｆ （ｂ）は１本発明の第一の実施例を示
す圧電素子の外観および断面図である。
す圧電素子の外観および断面図である。
第１図（ａ）、（ｂ）において、１は石英ガラスの基板
、２はグレーティグ、３は白金（Ｐｔ ）電極膜。
、２はグレーティグ、３は白金（Ｐｔ ）電極膜。
４はチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏｓ ）薄膜、５は上部
電極である。
電極である。
素子を製作する場合、先ず、基板１には１円柱状（１０
ｍｍφｘｌｏｍｍ）の両端面を光学研磨した石英ガラス
を用い、その一方の端面に、レーザ光の干渉光を用いて
マスクパターンを作り、イオンミリング法によって第４
図、第５図に示すような、ピッチ０．３μｍ、角度７０
，５°の山形のグレーティング２を形成する。
ｍｍφｘｌｏｍｍ）の両端面を光学研磨した石英ガラス
を用い、その一方の端面に、レーザ光の干渉光を用いて
マスクパターンを作り、イオンミリング法によって第４
図、第５図に示すような、ピッチ０．３μｍ、角度７０
，５°の山形のグレーティング２を形成する。
次に、第５図に示すようにグレーティング２が形成され
た基板１上に、下部電極として約１１００ｎの白金（Ｐ
ｔ ）電極膜３を蒸着する。なお、Ｘ線回折による評価
では、はぼ（１００）配向の白金（ＰＬ）電極膜３であ
る。
た基板１上に、下部電極として約１１００ｎの白金（Ｐ
ｔ ）電極膜３を蒸着する。なお、Ｘ線回折による評価
では、はぼ（１００）配向の白金（ＰＬ）電極膜３であ
る。
続いて、蒸着形成された白金（Ｐｔ ）電極膜３上に、
圧電体としてチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ２）を主成分とす
る薄膜４を高周波マグネトロンスパッタリングによって
形成する。なお、圧電性を嵩めるために添加する他の微
少成分としては、ジルコン（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍ
ｇ）などがある、また、スパッタリング条件は、基板温
度が５５０℃、Ａｒ−０２ガス（９０％−１０％）の圧
力が３Ｐａ、スパッタリング時間が１０ｈであり、形成
された膜厚は約３μｍである。さらに、再び行ったＸ線
回折による評価では、（ＯＯＱ）の強い回折線ピークと
（ｈ ＯＯ）の弱い回折線ピークが現われ、はぼＣ軸配
向の薄膜４である。ただし、上記２．ｈは１゜２．３で
ある。
圧電体としてチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ２）を主成分とす
る薄膜４を高周波マグネトロンスパッタリングによって
形成する。なお、圧電性を嵩めるために添加する他の微
少成分としては、ジルコン（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍ
ｇ）などがある、また、スパッタリング条件は、基板温
度が５５０℃、Ａｒ−０２ガス（９０％−１０％）の圧
力が３Ｐａ、スパッタリング時間が１０ｈであり、形成
された膜厚は約３μｍである。さらに、再び行ったＸ線
回折による評価では、（ＯＯＱ）の強い回折線ピークと
（ｈ ＯＯ）の弱い回折線ピークが現われ、はぼＣ軸配
向の薄膜４である。ただし、上記２．ｈは１゜２．３で
ある。
続いて、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ ０３ ）薄膜４上に
。
。
上部電極５としてクロム（Ｃｒ）と金（Ａ ｕ ）を５
ｍ、ｍｍのマスクを使って蒸着する。
ｍ、ｍｍのマスクを使って蒸着する。
その後に、試料の温度を２００℃に保ちながら。
両電極に１００ＫＶ／ａｍの直流電圧を約２０分間印加
し、分極処理を行う。
し、分極処理を行う。
上記の方法で製作した圧電素子をパルスエコー法により
感度の測定を行う。すなわち、両電極間にバースト波を
印加して超音波を発生させ、円柱状石英ガラスの他方の
端面から反射して帰ってくるエコー強度を周波数０．１
〜１．２ＧＨｚの範囲で測定する。これで得られた周波
数特性から電気機械結合係数を計算すると、 ０．６
２の値が得られた。この値がセラミックスの値（０，５
以下）より大きいことから、圧電体であるチタン酸鉛（
ｐｂＴｉＯａ）はＣ軸配向されて、その特性を現わして
いる。
感度の測定を行う。すなわち、両電極間にバースト波を
印加して超音波を発生させ、円柱状石英ガラスの他方の
端面から反射して帰ってくるエコー強度を周波数０．１
〜１．２ＧＨｚの範囲で測定する。これで得られた周波
数特性から電気機械結合係数を計算すると、 ０．６
２の値が得られた。この値がセラミックスの値（０，５
以下）より大きいことから、圧電体であるチタン酸鉛（
ｐｂＴｉＯａ）はＣ軸配向されて、その特性を現わして
いる。
また、上述したチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）薄膜４
のスパッタ蒸着において、スパッタリング条件を導入ガ
スの圧力を３Ｐａとし、基板の温度を２００℃に変更し
て行い、その後、上述と同様にＸ線回折による評価を行
ったところ、［著な回折線は現われず非晶質の薄膜であ
ったので、７００℃にて８時間の熱処理を実施した後、
再びＸ線回折による評価を行ったところ、（ＯＯＱ）の
強い回折線と（ｈ ００）の弱い回折線が現われたこと
から。
のスパッタ蒸着において、スパッタリング条件を導入ガ
スの圧力を３Ｐａとし、基板の温度を２００℃に変更し
て行い、その後、上述と同様にＸ線回折による評価を行
ったところ、［著な回折線は現われず非晶質の薄膜であ
ったので、７００℃にて８時間の熱処理を実施した後、
再びＸ線回折による評価を行ったところ、（ＯＯＱ）の
強い回折線と（ｈ ００）の弱い回折線が現われたこと
から。
Ｃ軸配向して結晶化している。
このことから、 （１１１）配向した白金（Ｐｔ、 ）
電極１１［３上に非晶質のチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ
ａ ）を形成した後に、一定条件下の熱処理を行うとい
う方法によっても、Ｃ軸配向されたチタン酸鉛（ｐｂＴ
ｉ０２）薄膜４を形成することができる。
電極１１［３上に非晶質のチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ
ａ ）を形成した後に、一定条件下の熱処理を行うとい
う方法によっても、Ｃ軸配向されたチタン酸鉛（ｐｂＴ
ｉ０２）薄膜４を形成することができる。
上記の方法で形成されたチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ０ｓ）
薄膜４・上に、上述と同様、上部電極５を形成した後、
上述と同様１分極処理を実施し、パルスエコー法を行っ
て、電気機械結合係数を計算すると−，０，５８の値が
得られる。
薄膜４・上に、上述と同様、上部電極５を形成した後、
上述と同様１分極処理を実施し、パルスエコー法を行っ
て、電気機械結合係数を計算すると−，０，５８の値が
得られる。
このことからも、山形のグレーティングを形成した基板
１を用いた場合は、その上に形成する白金（ｐｔ ）電
極膜３が（１００）配向となり、さらにその上に形成す
るチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜４がＣ軸配向
となるので、電気機械結合係数がセラミクス状チタン酸
鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）の値を超える圧電性の高い圧
電素子を実現できる。
１を用いた場合は、その上に形成する白金（ｐｔ ）電
極膜３が（１００）配向となり、さらにその上に形成す
るチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜４がＣ軸配向
となるので、電気機械結合係数がセラミクス状チタン酸
鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）の値を超える圧電性の高い圧
電素子を実現できる。
第２図は、上述と同様の方法で製作したアレー変換器の
平面図および断面図である。
平面図および断面図である。
第２図において、１１は石英ガラスの基板、１２はグレ
ーティング、１３は白金（Ｐｔ、 ）電極膜、１４はチ
タン酸鉛（Ｐｂ ＴｉＯ２）薄膜、１５は上部電極、１
６はグレーティングのある（圧電活性）部分、１７はグ
レーティングのない部分である。
ーティング、１３は白金（Ｐｔ、 ）電極膜、１４はチ
タン酸鉛（Ｐｂ ＴｉＯ２）薄膜、１５は上部電極、１
６はグレーティングのある（圧電活性）部分、１７はグ
レーティングのない部分である。
アレー変換器を製作する場合は、先ず１石英ガラスの基
板１１面の部分１６で示す各領域に、上述と同じグレー
ティング１２を形成する。次に。
板１１面の部分１６で示す各領域に、上述と同じグレー
ティング１２を形成する。次に。
その基板１１上に白金（Ｐｔ ）電極膜１３を蒸着する
と１部分１６では（１００）配向の単結晶膜になるが、
部分１７では（１１１）配向性をもつ多結晶膜になる。
と１部分１６では（１００）配向の単結晶膜になるが、
部分１７では（１１１）配向性をもつ多結晶膜になる。
続いて、その白金（ＰＬ）電極１ｉ１１３上にチタン酸
鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜１４を形成すると、白金
（Ｐｔ、 ）電極膜１３が（ｉ ｏ ｏ）配向している
所（すなわち１部分１６）の上ではチタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ２）薄膜１４もＣ軸配向し、一方の白金（Ｐｔ
）多結晶膜（すなわち、部分１７）上ではチタン酸鉛（
Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜１４も多結晶膜となる。続い
て、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）がＣ＠配向してい
る部分１６上に上部電極１５を蒸着し、その後分極処理
を行えば、部分１６のみが圧電活性となる。
鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜１４を形成すると、白金
（Ｐｔ、 ）電極膜１３が（ｉ ｏ ｏ）配向している
所（すなわち１部分１６）の上ではチタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ２）薄膜１４もＣ軸配向し、一方の白金（Ｐｔ
）多結晶膜（すなわち、部分１７）上ではチタン酸鉛（
Ｐｂ Ｔｉ Ｏａ ）薄膜１４も多結晶膜となる。続い
て、チタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）がＣ＠配向してい
る部分１６上に上部電極１５を蒸着し、その後分極処理
を行えば、部分１６のみが圧電活性となる。
上記で製作したエレメント（グレーティング１２が形成
され、Ｃ軸配向している部分１６）を同様の方法でアレ
ー状に構成すれば、各エレメントを独立に動作させるこ
とのできるアレー変換器が得られる。
され、Ｃ軸配向している部分１６）を同様の方法でアレ
ー状に構成すれば、各エレメントを独立に動作させるこ
とのできるアレー変換器が得られる。
第３図は１本発明の第二の実施例を示す圧電素子の外観
図である。
図である。
第３図において、２１はシリコン（Ｓｉ ）材の基板、
２２はグレーティング、２３は白金（Ｐｔ ）電極膜、
２４はチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）薄膜、２５は上
部電極である。
２２はグレーティング、２３は白金（Ｐｔ ）電極膜、
２４はチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３）薄膜、２５は上
部電極である。
上述した第一の実施例では、圧電体にチタン酸鉛（Ｐｂ
Ｔｉ ０３ ）を、下部電極材に白金（Ｐｔ ）を用
いて圧電素子を製作したが、第４図、第５図に示すよう
なグレーティングを使用すれば、金（Ａｕ）。
Ｔｉ ０３ ）を、下部電極材に白金（Ｐｔ ）を用
いて圧電素子を製作したが、第４図、第５図に示すよう
なグレーティングを使用すれば、金（Ａｕ）。
アルミニウム（Ａｔ ）、パラジウム（Ｐｄ ）、イリ
ジウム（Ｉｒ ）ｔロジウム（Ｒｈ ）などの（１１１
）配向性をもつｆ、ｃ、ｃ（ｆａｃｅ ｃｅｎｔｅｒ
ｄ ｃｕｂｉｃ）構造の物質を（１００）配向させる
ことが可能となり、配向成長させたい圧電性物質と格子
定数が最も近い下部電極材を組合せれば良い。
ジウム（Ｉｒ ）ｔロジウム（Ｒｈ ）などの（１１１
）配向性をもつｆ、ｃ、ｃ（ｆａｃｅ ｃｅｎｔｅｒ
ｄ ｃｕｂｉｃ）構造の物質を（１００）配向させる
ことが可能となり、配向成長させたい圧電性物質と格子
定数が最も近い下部電極材を組合せれば良い。
上記を基に、圧電素子の基板２１としてシリコン（Ｓｉ
）を用いる場合、先ず、薄い酸化シリコン膜の形成さ
れた（１０ｍｍφＸＩＱｍｍの）シリコン（Ｓｉ）（１
００）基板２１上に０．３ｐｍピッチのレジストパター
ンを形成する６次に酸化シリコン膜をエツチングし、レ
ジストを除去する。さらに。
）を用いる場合、先ず、薄い酸化シリコン膜の形成さ
れた（１０ｍｍφＸＩＱｍｍの）シリコン（Ｓｉ）（１
００）基板２１上に０．３ｐｍピッチのレジストパター
ンを形成する６次に酸化シリコン膜をエツチングし、レ
ジストを除去する。さらに。
水酸化カリウム（Ｋ ＯＨ）系溶液で異方性エツチング
を行うと、非常にシャープな ７０．５＠の角度をもっ
た山形のグレーティング２２が形成される。
を行うと、非常にシャープな ７０．５＠の角度をもっ
た山形のグレーティング２２が形成される。
続いて、グレーティング２２を形成した基板２１の表面
を熱酸化して５ｉ０２膜を形成した後、白金（ＰＬ）電
極＠２３を蒸着する。なお、それをＸ線回折で評価した
ところ、第一の実施例で用いた石英ガラスの場合より、
さらに良好な（１００）配向性を示した。
を熱酸化して５ｉ０２膜を形成した後、白金（ＰＬ）電
極＠２３を蒸着する。なお、それをＸ線回折で評価した
ところ、第一の実施例で用いた石英ガラスの場合より、
さらに良好な（１００）配向性を示した。
続いては、第一の実施例と同様の方法で、上記白金（Ｐ
ｔ ）電極膜２３上に直接結晶化したチタン酸鉛（Ｐｂ
Ｔｉ Ｏ３）薄１１１２４を形成し、さらにその上に
クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）を蒸着して上部電極２５を
形成する。
ｔ ）電極膜２３上に直接結晶化したチタン酸鉛（Ｐｂ
Ｔｉ Ｏ３）薄１１１２４を形成し、さらにその上に
クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）を蒸着して上部電極２５を
形成する。
その後、パルスエコー法により感度を測定し。
チタン酸鉛（ｐｂ Ｔｉ ０３ ）の電気機械結合係数
を計算したところ、非常に高い値の０６６５が得られた
。
を計算したところ、非常に高い値の０６６５が得られた
。
このように、シリコン（Ｓｉ ）の基板２１上にも、優
れた特性を有しているチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ２）薄Ｗ
Ａ２４を容易に形成できる。
れた特性を有しているチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ２）薄Ｗ
Ａ２４を容易に形成できる。
また、本実施例で使用したシリコン（Ｓｉ）（１００）
の他に、ガリウム・ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）の基板を上述と
同様の方法により使用できる。
の他に、ガリウム・ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）の基板を上述と
同様の方法により使用できる。
第２図に示すアレー変換器は、第一の実施例で説明した
が、第二の実施例でも同様に製作することができる。
が、第二の実施例でも同様に製作することができる。
以上説明したように１本発明によれば、基板にグレーテ
ィングを形成し、その上に白金（Ｐｔ ）電極を（１０
０）配向させて蒸着するので、シリコン（Ｓｉ ）林な
どの基板上にも圧電性の優れたチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ
Ｏ２）を容易に形成することができ、圧電性の優れた圧
電素子は安価となる。
ィングを形成し、その上に白金（Ｐｔ ）電極を（１０
０）配向させて蒸着するので、シリコン（Ｓｉ ）林な
どの基板上にも圧電性の優れたチタン酸鉛（Ｐｂ Ｔｉ
Ｏ２）を容易に形成することができ、圧電性の優れた圧
電素子は安価となる。
第１図（ａ）、（ｂ）は１本発明の第一の実施例を示す
圧電素子の外観および断面図、第２図はアレー変換器の
平面図および断面図、第３図は第二の実施例を示す圧電
素子の外観図、第４図、第５図は基板に形成するグレー
ティングを説明するための図である。 １，１１，２１，１０１：基板、２，１２，２２．１０
２ニゲレーテイング、３，１３，２３゜１０３：白金（
Ｐｔ ）電極膜、４，１４，２４：チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ２）薄膜、５，１５．２５：上部電極、１６：グ
レーティングのある部分、１７：グレーティングのない
部分。 第１図 （ａ） 第 ２ 図 第３図 第５図
圧電素子の外観および断面図、第２図はアレー変換器の
平面図および断面図、第３図は第二の実施例を示す圧電
素子の外観図、第４図、第５図は基板に形成するグレー
ティングを説明するための図である。 １，１１，２１，１０１：基板、２，１２，２２．１０
２ニゲレーテイング、３，１３，２３゜１０３：白金（
Ｐｔ ）電極膜、４，１４，２４：チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ２）薄膜、５，１５．２５：上部電極、１６：グ
レーティングのある部分、１７：グレーティングのない
部分。 第１図 （ａ） 第 ２ 図 第３図 第５図
Claims (6)
- （１）基板面に山形のグレーティングを形成し、該グレ
ーティングの形成された基板上に金属膜を形成して、該
金属膜上に圧電体の薄膜を形成し、該圧電体上に上部電
極を形成することを特徴とする圧電素子。 - （２）前記金属膜に白金（Ｐｔ）を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の圧電素子。 - （３）前記基板にシリコン（Ｓｉ）材を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電素子。 - （４）前記圧電体の主成分が、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ
＿３）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の圧電素子。 - （５）基板面に山形のグレーティングを形成し、該グレ
ーティングされた基板上に白金（Ｐｔ）膜を形成して、
該白金（Ｐｔ）膜上に圧電体の薄膜を高周波スパッタリ
ング法によって形成することを特徴とする圧電素子の製
造方法。 - （６）前記圧電体の薄膜は、高周波スパッタリング法に
よって形成した後、熱処理することを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の圧電素子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1944685A JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
| US06/824,728 US4677336A (en) | 1985-02-04 | 1986-01-31 | Piezoelectric transducer and process for its production |
| DE19863603337 DE3603337A1 (de) | 1985-02-04 | 1986-02-04 | Piezoelektrischer wandler und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1944685A JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177900A true JPS61177900A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0763101B2 JPH0763101B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=11999533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1944685A Expired - Lifetime JPH0763101B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 圧電変換器およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4677336A (ja) |
| JP (1) | JPH0763101B2 (ja) |
| DE (1) | DE3603337A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2532381B2 (ja) * | 1986-03-04 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 強誘電体薄膜素子及びその製造方法 |
| US4816125A (en) * | 1987-11-25 | 1989-03-28 | The Regents Of The University Of California | IC processed piezoelectric microphone |
| US5210455A (en) * | 1990-07-26 | 1993-05-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive actuator having ceramic substrate having recess defining thin-walled portion |
| WO1993005208A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Enhanced heteroepitaxy |
| US5155658A (en) * | 1992-03-05 | 1992-10-13 | Bell Communications Research, Inc. | Crystallographically aligned ferroelectric films usable in memories and method of crystallographically aligning perovskite films |
| US5270298A (en) * | 1992-03-05 | 1993-12-14 | Bell Communications Research, Inc. | Cubic metal oxide thin film epitaxially grown on silicon |
| US5466932A (en) * | 1993-09-22 | 1995-11-14 | Westinghouse Electric Corp. | Micro-miniature piezoelectric diaphragm pump for the low pressure pumping of gases |
| US5889871A (en) * | 1993-10-18 | 1999-03-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Surface-laminated piezoelectric-film sound transducer |
| JP4122564B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2008-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体素子、インクジェット式記録ヘッドおよびそれらの製造方法 |
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| US6438070B1 (en) | 1999-10-04 | 2002-08-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydrophone for use in a downhole tool |
| US6609430B1 (en) | 2000-05-09 | 2003-08-26 | Shrinivas G. Joshi | Low profile transducer for flow meters |
| US7119800B2 (en) * | 2003-06-24 | 2006-10-10 | Tyco Electronics Corporation | Acoustic touch sensor with low-profile diffractive grating transducer assembly |
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| US7293411B2 (en) | 2004-12-20 | 2007-11-13 | Palo Alto Research Center Incorporated | Energy scavengers which adjust their frequency by altering liquid distributions on a beam |
| DE102006004448B3 (de) * | 2006-01-31 | 2007-10-04 | Siemens Ag | Dünnfilmkondensator mit strukturierter Bodenelektrode, Verfahren zum Herstellen des Dünnfilmkondensators und Verwendung des Dünnfilmkondensators |
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| GB2498213B (en) | 2012-01-09 | 2018-11-21 | Bae Systems Plc | Transducer arrangement |
| JP2016032007A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社リコー | 圧電膜の製造方法、圧電素子の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
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1985
- 1985-02-04 JP JP1944685A patent/JPH0763101B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-31 US US06/824,728 patent/US4677336A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-02-04 DE DE19863603337 patent/DE3603337A1/de active Granted
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3603337C2 (ja) | 1991-09-26 |
| US4677336A (en) | 1987-06-30 |
| DE3603337A1 (de) | 1986-08-14 |
| JPH0763101B2 (ja) | 1995-07-05 |
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