KR101024683B1 - Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film - Google Patents

Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film Download PDF

Info

Publication number
KR101024683B1
KR101024683B1 KR20080050510A KR20080050510A KR101024683B1 KR 101024683 B1 KR101024683 B1 KR 101024683B1 KR 20080050510 A KR20080050510 A KR 20080050510A KR 20080050510 A KR20080050510 A KR 20080050510A KR 101024683 B1 KR101024683 B1 KR 101024683B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
piezoelectric
scandium
atomic
aluminum nitride
Prior art date
Application number
KR20080050510A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080106072A (en
Inventor
모리토 아키야마
도시히로 가모하라
나오히로 우에노
가즈히코 가노
아키히코 데시가하라
유키히로 다케우치
노부아키 가와하라
Original Assignee
가부시키가이샤 덴소
내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40188665&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101024683(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 가부시키가이샤 덴소, 내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 덴소
Publication of KR20080106072A publication Critical patent/KR20080106072A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101024683B1 publication Critical patent/KR101024683B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047—Membrane type

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 압전체 박막은 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있으며, 질화 알루미늄 박막에 있어서의 스칸듐의 함유율은 스칸듐의 원자수와 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 0.5∼50 원자％이다. 이에 따라 본 발명에 따른 압전체 박막은 질화 알루미늄 박막이 갖는 탄성파의 전파 속도, Q값 및 주파수 온도 계수의 특성을 잃지 않고 압전 응답성을 향상시킬 수 있다.The piezoelectric thin film according to the present invention comprises an aluminum nitride thin film containing scandium, and the content rate of scandium in the aluminum nitride thin film is 0.5 to 50 when the total amount of atoms of scandium and atoms of aluminum is 100 atomic%. It is atomic%. Accordingly, the piezoelectric thin film according to the present invention can improve piezoelectric responsiveness without losing the characteristics of the propagation speed, the Q value, and the frequency temperature coefficient of the elastic wave of the aluminum nitride thin film.

스칸듐, 질화 알루미늄 박막, 탄성파, 주파수 온도 계수, 압전체 박막 Scandium, aluminum nitride thin film, acoustic wave, frequency temperature coefficient, piezoelectric thin film

Description

압전체 박막, 압전체 및 그 제조 방법과, 압전체 박막을 이용한 압전체 공진자, 액추에이터 소자 및 물리 센서{PIEZOELECTRIC THIN FILM, PIEZOELECTRIC MATERIAL, AND FABRICATION METHOD OF PIEZOELECTRIC THIN FILM AND PIEZOELECTRIC MATERIAL, AND PIEZOELECTRIC RESONATOR, ACTUATOR ELEMENT, AND PHYSICAL SENSOR USING PIEZOELECTRIC THIN FILM}Piezoelectric thin film, piezoelectric material and method of manufacturing the same, piezoelectric resonator, actuator element and physical sensor using piezoelectric thin film PHYSICAL SENSOR USING PIEZOELECTRIC THIN FILM}

본 발명은 압전체 및 압전체 박막에 관한 것으로, 특히 질화 알루미늄에 스칸듐을 첨가한 압전체 및 질화 알루미늄 박막에 스칸듐을 첨가한 압전체 박막에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to piezoelectric and piezoelectric thin films, and more particularly to piezoelectric thin films in which scandium is added to aluminum nitride and piezoelectric thin films in which scandium is added to aluminum nitride thin films.

압전 현상을 이용하는 디바이스는 폭넓은 분야에서 이용되고 있으며, 소형화 및 전력 절감이 강하게 요구되고 있는 휴대 전화기 등의 휴대용 기기에서 그 사용이 확대되고 있다. 그 일례로서, IF(Intermediate Frequency) 및 RF(Radio Frequency)용 필터를 들 수 있다. IF 및 RF용 필터의 구체적인 예로서는, 탄성 표면파 공진자(SAWR : Surface Acoustic Wave Resonator)를 이용한 필터인 SAW 필터 등이 있다.Devices using piezoelectric phenomena have been used in a wide range of fields, and their use is expanding in portable devices such as mobile phones, which are required to be miniaturized and save power. Examples thereof include filters for IF (Intermediate Frequency) and RF (Radio Frequency). Specific examples of the IF and RF filters include SAW filters, which are filters using surface acoustic wave resonators (SAWRs).

SAW 필터는 고체 표면에 전해지는 음향파를 이용하는 공진자를 이용한 필터이며, 설계 및 생산 기술의 향상에 의해 사용자의 엄격한 요구에 대응하고 있다. 그러나 SAW 필터는 이용 주파수의 고주파수화와 함께 특성 향상의 한계에 접근하고 있다.SAW filter is a filter using a resonator using acoustic waves transmitted to a solid surface, and meets the strict demands of the user by improving the design and production technology. However, the SAW filter is approaching the limit of the improvement of the characteristics with the high frequency of the use frequency.

그래서 SAW 필터를 대신하는 새로운 필터로서, RF-MEMS(Radio Frequency-Micro Electro Mechanical System) 디바이스의 하나인 박막 벌크 음향파 공진자(FBAR : Film Bulk Acoustic Resonator)를 이용한 FBAR 필터의 개발이 진행되고 있다.Therefore, as a new filter to replace the SAW filter, the development of a FBAR filter using a film bulk acoustic resonator (FBAR), which is one of RF-MEMS (Radio Frequency-Micro Electro Mechanical System) devices, is being developed. .

RF-MEMS는 근래 주목을 모으고 있는 기술이며, 기계적인 미소 구조를 주로 반도체 기판 상에 제작하고, 극소의 액추에이터 및 센서, 공진기 등의 디바이스를 제작하는 기술인 MEMS를 RF 프런트 엔드에 적용한 것이다.RF-MEMS is a technology that attracts attention in recent years, and MEMS, which is a technique for manufacturing a mechanical microstructure mainly on a semiconductor substrate, and manufacturing devices such as very small actuators, sensors, and resonators, is applied to the RF front end.

RF-MEMS 디바이스의 하나인 FBAR 필터는 압전 응답성을 나타내는 박막의 두께 세로 진동 모드를 이용한 공진자에 의한 필터이다. 즉, 입력되는 고주파 전기 신호에 대하여 압전체 박막이 두께 세로 진동을 일으키고, 그 진동이 박막의 두께 방향에서 공진을 일으키는 현상을 이용한 공진자에 의한 필터이며, 기가 헤르츠 대역에서의 공진이 가능하다. 이와 같은 특성을 갖는 FBAR 필터는 저손실이고, 또한 광대역에서의 동작을 가능하게 하면서, 휴대용 기기의 추가적인 소형화 및 전력 절감을 실현하고 있다.The FBAR filter, which is one of the RF-MEMS devices, is a filter by a resonator using a thin film longitudinal vibration mode showing piezoelectric responsiveness. That is, the piezoelectric thin film is a filter by a resonator using a phenomenon in which the piezoelectric thin film causes longitudinal longitudinal vibration and the vibration causes resonance in the thickness direction of the thin film, and resonance in the gigahertz band is possible. The FBAR filter having such characteristics is low loss and enables operation in a wide band while realizing further miniaturization and power saving of a portable device.

또 FBAR 필터 이외의 RF-MEMS 디바이스인 RF-MEMS 커패시터 및 RF-MEMS 스위 치 등에 있어서도, 압전 현상을 이용함으로써 고주파수 대역에 있어서의 저손실, 고아이솔레이션 및 저변형을 실현하고 있다.In addition, in the RF-MEMS capacitors and RF-MEMS switches, which are RF-MEMS devices other than the FBAR filter, piezoelectric phenomenon is used to realize low loss, high isolation and low distortion in the high frequency band.

이와 같은 RF-MEMS 디바이스 등에 이용되는 압전체 박막의 압전체 재료로서는, 질화 알루미늄(AlN), 산화 아연(ZnO), 니오브산 리튬(LiNbO3) 및 티탄산 지르콘산연(Pb(Zr, Ti)O3; PZT) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막은 탄성파의 전파 속도, Q값 및 주파수 온도 계수의 특성이 양호하기 때문에 고주파 대역에 있어서의 필터의 압전 박막 공진자의 압전 재료로서 매우 적합한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본 공개특허공보 “제2002-344279호 공보(공개일: 2002년 11월 29일)”을 참조).Examples of piezoelectric materials for piezoelectric thin films used in such RF-MEMS devices include aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), lithium niobate (LiNbO 3 ), and lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ; PZT ), And the like. Among these, piezoelectric thin films with aluminum nitride are particularly suitable as piezoelectric materials for piezoelectric thin film resonators of a filter in a high frequency band because of excellent characteristics of the propagation speed, Q value, and frequency temperature coefficient of the acoustic wave (for example, For example, see Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-344279 (published date: November 29, 2002).

또한 일본 공개특허공보 “제2002-344279호(공개일: 2002년 11월 29일)”에는 질화 알루미늄 박막에 알칼리 토류 금속 및/또는 희토류 원소 등의 제 3성분을 첨가함으로써 공진 특성이 향상되는 것이 개시되어 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-344279 (published: November 29, 2002) discloses that resonant characteristics are improved by adding a third component such as an alkaline earth metal and / or a rare earth element to an aluminum nitride thin film. Is disclosed.

그러나 질화 알루미늄 박막은 다른 압전 재료에 비하여 그 압전 정수가 낮다. 구체적으로는, 질화 알루미늄 박막의 압전 정수(d33)가 5.1∼6.7 pC/N 정도인 것에 대하여 산화아연 박막의 압전 정수(d33)는 9.9∼12.4 pC/N 정도이고, 니오브산 리튬 박막의 압전 정수(d33)는 6∼12 pC/N 정도이며, 그리고 티탄산 지르콘산연 박막의 압전정수(d33)는 97∼100 pC/N 정도이다. 즉, 질화 알루미늄 박막은 다른 압전 재료의 1/2∼1/20 정도의 압전 정수밖에 갖고 있지 않다.However, the aluminum nitride thin film has a lower piezoelectric constant than other piezoelectric materials. Specifically, the piezoelectric constant d 33 of the aluminum nitride thin film is about 5.1 to 6.7 pC / N, and the piezoelectric constant d 33 of the zinc oxide thin film is about 9.9 to 12.4 pC / N. The piezoelectric constant d 33 is about 6 to 12 pC / N, and the piezoelectric constant d 33 of the lead zirconate titanate thin film is about 97 to 100 pC / N. That is, the aluminum nitride thin film has only a piezoelectric constant of about 1/2 to 1/20 of other piezoelectric materials.

따라서 예를 들면 RF-MEMS 디바이스 등의 디바이스에 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막을 이용하는 경우에는, 산화아연 등 다른 압전 재료보다도 높은 동작 전압이 필요하게 된다. 즉, 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막을 구비한 디바이스, 예를 들면 RF-MEMS 디바이스에서는 전력 절감이 곤란하게 된다.Therefore, when using a piezoelectric thin film having an aluminum nitride thin film in a device such as an RF-MEMS device, for example, an operating voltage higher than that of other piezoelectric materials such as zinc oxide is required. That is, power saving is difficult in a device having a piezoelectric thin film with aluminum nitride, for example, an RF-MEMS device.

또 압전 정수가 낮은 것에 의하여 예를 들면 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막을 액추에이터에 이용한 경우에는 산화아연 등의 압전 정수가 높은 압전 재료를 구비한 압전체 박막을 이용한 액추에이터보다도 그 가동 영역이 좁아지는 문제를 발생시키고, 상기 압전체 박막을 필터에 이용한 경우에는 손실이 커지는 문제를 발생시킨다. 즉, 질화 알루미늄의 압전 정수가 낮은 것이 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막을 구비한 디바이스에 있어서의 소형화 및 성능의 향상을 방해하는 하나의 원인으로 되어 있다.When the piezoelectric thin film with aluminum nitride is used for the actuator due to the low piezoelectric constant, for example, the movable area is narrower than the actuator using the piezoelectric thin film having a piezoelectric material having a high piezoelectric constant such as zinc oxide. When the piezoelectric thin film is used in a filter, a problem arises in that the loss is large. In other words, the low piezoelectric constant of aluminum nitride is one of the causes that hinders miniaturization and improvement of performance in a device having a piezoelectric thin film with aluminum nitride.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 주요 목적은 압전 응답성을 향상시킨 질화 알루미늄 박막을 구비한 압전체 박막을 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of the said problem, The main objective is to provide the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film which improved the piezoelectric responsiveness.

압전재료의 압전 응답성을 향상시키는 방법으로서, V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW LETTERS, 90, 25, 257602(2003)에서는 준안정상인 육방정계(hexagonal)의 질화 스칸듐(ScN)을 변형시킴으로써, 그 압전 응답성을 향상시킬 수 있는 것이 계산 과학에 기초하여 산출한 결과로부터 시사되어 있다. 또 V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW B, 72, 085315(2005)에서는 질화 갈륨(GaN) 및 질화 인듐(InN)에 스칸듐(Sc)을 첨가함으로써, 그 압전 응답성을 향상시킬 수 있는 것이 계산 과학에 기초하여 산출한 결과로부터 시사되어 있다.As a method for improving the piezoelectric response of piezoelectric materials, V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW LETTERS, 90, 25, 257602 (2003) deform the metastable hexagonal scandium nitride (ScN), It is suggested from the result calculated based on computational science that the piezoelectric responsiveness can be improved. In V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW B, 72, 085315 (2005), it is calculated that the addition of scandium (Sc) to gallium nitride (GaN) and indium nitride (InN) improves the piezoelectric response. It is suggested from the result calculated based on science.

본 발명자들은 질화 알루미늄에 스칸듐을 적당량 첨가함으로써 질화 알루미늄의 결정 구조를 변화시킬 수 있고, 그 압전 응답성을 향상시킬 수 있다고 생각하여 스칸듐의 첨가량을 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors considered that the crystal structure of aluminum nitride can be changed by adding an appropriate amount of scandium to aluminum nitride, and the piezoelectric responsiveness can be improved, and after earnestly examining the addition amount of scandium, this invention was completed.

또한 V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW LETTERS, 90, 25, 257602(2003) 및 V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW B, 72, 085315(2005)는 실제로 질화 스칸듐의 결정 격자를 변형시키거나 질화 갈륨 및 질화 인듐에 스칸듐을 첨가하거나 한 것은 아니고, 가상 공간에 있어서의 시뮬레이션에 의한 결과이다.V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW LETTERS, 90, 25, 257602 (2003) and V. Ranjan et al., PHYSICAL REVIEW B, 72, 085315 (2005) actually deform or nitride the crystal lattice of scandium nitride Scandium was not added to gallium and indium nitride, but the result by simulation in virtual space.

또 질화 갈륨 및 질화 인듐은 발광 다이오드 등의 발광 디바이스에서 매우 주목을 모으고 있는 소재이며, 발광 디바이스의 소형화 및 전력 절감을 실현하기 위해 연구가 활발히 실시되고 있다. 한편 밴드갭이 넓은 질화 알루미늄은 가시광에서 발광하지 않기 때문에 질화 갈륨을 발광 디바이스로서 이용하기 위한 버퍼층으로서 이용되고 있으며, 질화 알루미늄의 압전 응답성을 향상시키는 연구는 거의 실시되고 있지 않다. 즉, 비특허문헌 1 및 2에 있어서, 질화 알루미늄에 스칸듐을 첨가하는 것에 의한 압전 응답성의 향상에 대해서는 아무 것도 기재되어 있지 않다.In addition, gallium nitride and indium nitride are materials that have attracted much attention in light emitting devices such as light emitting diodes, and research has been actively conducted to realize miniaturization and power saving of light emitting devices. On the other hand, aluminum nitride having a wide band gap is used as a buffer layer for using gallium nitride as a light emitting device because it does not emit light in visible light, and little research has been conducted to improve piezoelectric responsiveness of aluminum nitride. That is, in Non-Patent Documents 1 and 2, nothing is described about the improvement of piezoelectric responsiveness by adding scandium to aluminum nitride.

본 발명은 이러한 신규의 식견에 기초하여 완성된 것으로, 이하의 발명을 포함한다.This invention is completed based on this novel knowledge, and includes the following inventions.

본 발명에 따른 압전체 박막은 상기 과제를 해결하기 위해,Piezoelectric thin film according to the present invention to solve the above problems,

희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하는 압전체 박막으로서,A piezoelectric thin film comprising an aluminum nitride thin film containing a rare earth element,

상기 희토류 원소는 스칸듐이고, 또한 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼50 원자％의 범위 내인 것을 특징으로 하고 있다.The rare earth element is scandium, and when the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of aluminum in the aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content rate of the scandium is in the range of 0.5 to 50 atomic%. I am doing it.

질화 알루미늄 박막에 함유되는 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써 질화 알루미늄 박막이 갖는 탄성파의 전파 속도, Q값 및 주파수 온도 계수의 특성을 잃지 않고 압전 응답성을 향상시킬 수 있다.By making the content rate of scandium contained in an aluminum nitride thin film into the said range, piezoelectric responsiveness can be improved, without losing the characteristic of the propagation speed, Q value, and frequency temperature coefficient of the elastic wave which an aluminum nitride thin film has.

이에 따라 본 발명에 따른 압전체 박막은 종래의 질화 알루미늄을 구비한 압 전체 박막에서는 이룰 수 없었던 효과를 이룬다. 구체적으로는, 상기 구성의 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막을 디바이스, 예를 들면 RF-MEMS 디바이스에 구비하는 경우에는 저전압에서의 작동을 실현할 수 있다. 또 상기 디바이스가 액추에이터인 경우에는 같은 전압이면, 그 가동 영역을 확대할 수 있고, 같은 범위의 가동 영역이면, 그 동작 전압을 저감할 수 있다. 또한 상기 디바이스가 필터인 경우에는 삽입 손실을 저감할 수 있다. 따라서 상기 압전체 박막을 구비하는 디바이스에 있어서의 소형화 및 전력 절감을 실현하는 것과 함께, 그 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다. 또 본 발명에 따른 압전체 박막을 자이로 센서, 압력 센서 및 가속도 센서 등의 물리 센서에 응용한 경우에는, 그 검출 감도를 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.Accordingly, the piezoelectric thin film according to the present invention has an effect that could not be achieved in the conventional piezoelectric thin film having aluminum nitride. Specifically, when a piezoelectric thin film with aluminum nitride having the above structure is provided in a device, for example, an RF-MEMS device, operation at low voltage can be realized. In the case where the device is an actuator, if the device is the same voltage, the movable region can be enlarged. If the device is the movable region, the operating voltage can be reduced. In addition, when the device is a filter, insertion loss can be reduced. Therefore, the device is provided with the piezoelectric thin film, thereby achieving miniaturization and power saving, and achieving an effect of improving its performance. In addition, when the piezoelectric thin film according to the present invention is applied to physical sensors such as a gyro sensor, a pressure sensor and an acceleration sensor, the detection sensitivity can be improved.

본 발명에 따른 압전체 박막은 또한 희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄 박막으로 이루어지는 압전체 박막으로서, 상기 희토류 원소는 스칸듐이고, 또한 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다.The piezoelectric thin film according to the present invention is also a piezoelectric thin film comprising an aluminum nitride thin film containing a rare earth element, wherein the rare earth element is scandium, and the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of aluminum in the aluminum nitride thin film is determined. When it is set to 100 atomic%, it is preferable that the content rate of the said scandium exists in the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic%.

상기의 구성에 따르면, 압전체 박막은 스칸듐을 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내에서 함유하는 질화 알루미늄 박막으로 이루어진다. 특히 기판 상에 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막을 직접 형성하는 경우에, 질화 알루미늄 박막에 함유되는 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써, 질화 알루미늄 박막이 갖는 탄성파의 전파 속도, Q값 및 주파수 온도 계수의 특성을 잃지 않고 압전 응답성을 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.According to the above configuration, the piezoelectric thin film is made of an aluminum nitride thin film containing scandium within a range of 0.5 to 35 atomic% or 40 to 50 atomic%. In particular, in the case where an aluminum nitride thin film containing scandium is directly formed on a substrate, by setting the content rate of scandium contained in the aluminum nitride thin film to the above range, the propagation speed, Q value, and frequency temperature coefficient of the acoustic wave of the aluminum nitride thin film The piezoelectric responsiveness can be improved without losing the properties.

본 발명에 따른 압전체 박막은 또한 상기 질화 알루미늄 박막이 기판 상에 설치되어 있고, 상기 질화 알루미늄 박막과 상기 기판 사이에는 적어도 1층의 중간층이 설치되어 있는 것이 바람직하다.In the piezoelectric thin film according to the present invention, it is preferable that the aluminum nitride thin film is further provided on a substrate, and at least one intermediate layer is provided between the aluminum nitride thin film and the substrate.

기판과 질화 알루미늄 박막 사이에 중간층을 설치함으로써 중간층을 설치하지 않는 경우에 발생하는 압전 응답성의 저하를 억제할 수 있다. 즉, 스칸듐 농도가 35 원자％보다도 크고, 40 원자％보다도 작은 경우에 발생하는 압전 응답성의 저하를 억제할 수 있다.By providing an intermediate | middle layer between a board | substrate and an aluminum nitride thin film, the fall of the piezoelectric responsiveness which arises when an intermediate | middle layer is not provided can be suppressed. That is, the fall of the piezoelectric responsiveness which arises when a scandium concentration is larger than 35 atomic% and smaller than 40 atomic% can be suppressed.

이에 따라 조성을 엄밀하게 관리할 필요가 없어지기 때문에 압전 응답성을 향상시킨 질화 알루미늄 박막을 용이하게 얻을 수 있는 효과를 이룬다.Accordingly, since the composition does not need to be strictly controlled, the aluminum nitride thin film having improved piezoelectric response can be easily obtained.

본 발명에 따른 압전체 박막은 또한 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 상기 스칸듐의 함유율이 15∼45 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다.In the piezoelectric thin film according to the present invention, when the total amount of the atomic number of scandium and the atomic number of aluminum in the aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content of the scandium is preferably in the range of 15 to 45 atomic%. .

상기의 구성에 따르면, 기판과 질화 알루미늄 박막 사이에 중간층을 설치한 경우에도 질화 알루미늄 박막이 갖는 탄성파의 전파 속도, Q값 및 주파수 온도 계수의 특성을 잃지 않고 압전 응답성을 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.According to the above configuration, even when an intermediate layer is provided between the substrate and the aluminum nitride thin film, the piezoelectric responsiveness can be improved without losing the characteristics of the propagation speed, Q value, and frequency temperature coefficient of the acoustic wave of the aluminum nitride thin film. Achieve.

본 발명에 따른 압전체 박막에서는 또한 상기 스칸듐의 함유율이 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 10∼35 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다.In the piezoelectric thin film according to the present invention, the content of the scandium is preferably in the range of 10 to 35 atomic% when the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of the aluminum is 100 atomic%.

질화 알루미늄 박막에 함유되는 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써 표 면 거칠기를 저감할 수 있다. 즉, 압전체 박막의 막두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.Surface roughness can be reduced by making the content rate of scandium contained in an aluminum nitride thin film into the said range. That is, the uniformity of the film thickness of the piezoelectric thin film can be improved.

일반적으로 필터 등의 공진 주파수는 막의 두께에 따라서 결정된다. 따라서 본 발명에 따른 압전체 박막을 예를 들면 SAW 디바이스에 이용함으로써 막두께의 정밀도를 향상시키고, 전파 손실을 억제할 수 있다. 이에 따라 삽입 손실이 보다 적고, 또한 노이즈를 저감한 SAW 필터를 실현할 수 있는 효과를 이룬다. 또 상기 압전체 박막에 있어서의 표면 거칠기를 저감함으로써 다결정에 있어서의 입계(粒界)를 소멸시켜서 압전체 박막을 고밀도화할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 압전체 박막을 예를 들면 FBAR 필터에 이용하는 경우에는 질화 알루미늄 박막을 전극에 의하여 끼울 때의 단락을 방지할 수 있는 효과를 이룬다.Generally, the resonant frequency of a filter or the like is determined according to the thickness of the film. Therefore, by using the piezoelectric thin film according to the present invention, for example, in a SAW device, the precision of the film thickness can be improved and the propagation loss can be suppressed. This achieves the effect of realizing a SAW filter having less insertion loss and reducing noise. In addition, by reducing the surface roughness of the piezoelectric thin film, grain boundaries in the polycrystals can be eliminated to increase the piezoelectric thin film. As a result, when the piezoelectric thin film according to the present invention is used in, for example, an FBAR filter, a short circuit can be prevented when the aluminum nitride thin film is sandwiched by an electrode.

본 발명에 따른 압전체 박막에서는 또한 상기 스칸듐의 함유율이 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 40∼50 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다.In the piezoelectric thin film according to the present invention, the content of the scandium is preferably in the range of 40 to 50 atomic% when the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of the aluminum is 100 atomic%.

질화 알루미늄 박막에 함유되는 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써 질화 알루미늄 박막이 갖는 특성을 잃지 않고 압전 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다.By making the content rate of scandium contained in an aluminum nitride thin film into the said range, piezoelectric responsiveness can be improved further, without losing the characteristic which an aluminum nitride thin film has.

이에 따라 본 발명에 따른 압전체 박막은 종래의 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막에서는 이룰 수 없었던 추가적인 효과를 이룬다. 구체적으로는, 상기 구성의 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막을 디바이스, 예를 들면 RF-MEMS 디바이스에 구비하는 경우에는 더욱 저전압에서의 작동을 실현할 수 있다. 또 상기 디바이스가 액추에이터인 경우에는, 그 가동 영역을 더욱 확대하고, 필터의 경우에는 삽입 손실을 더욱 저감할 수 있다. 따라서 상기 압전체 박막을 구비하는 디바이스에 있어서의 추가적인 소형화 및 전력 절감을 실현하는 것과 함께, 그 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다. 또 본 발명에 따른 압전체 박막을 자이로 센서 및 압력센서, 가속도 센서 등의 물리 센서에 응용한 경우에는 검출 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.Accordingly, the piezoelectric thin film according to the present invention has an additional effect that could not be achieved in the conventional piezoelectric thin film having aluminum nitride. Specifically, when the piezoelectric thin film with aluminum nitride having the above structure is provided in a device, for example, an RF-MEMS device, operation at a lower voltage can be realized. When the device is an actuator, the movable area can be further expanded, and in the case of a filter, the insertion loss can be further reduced. Therefore, further miniaturization and power saving in the device including the piezoelectric thin film are realized, and the performance can be further improved. In addition, when the piezoelectric thin film according to the present invention is applied to a physical sensor such as a gyro sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, and the like, the detection sensitivity can be further improved.

본 발명에 따른 압전체 박막에서는 또한 상기 중간층은 질화 티탄 또는 스칸듐의 함유율이 다른 질화 알루미늄 박막인 것이 바람직하다.In the piezoelectric thin film according to the present invention, the intermediate layer is also preferably an aluminum nitride thin film having a different content of titanium nitride or scandium.

본 발명에 따른 압전체는 상기 과제를 해결하기 위해,The piezoelectric body according to the present invention to solve the above problems,

희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄을 구비하는 압전체로서,A piezoelectric body comprising aluminum nitride containing a rare earth element,

상기 희토류 원소는 스칸듐이고, 또한 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼50 원자％의 범위 내인 것을 특징으로 하고 있다.The rare earth element is scandium, and when the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of aluminum in the aluminum nitride is 100 atomic%, the content rate of the scandium is in the range of 0.5 to 50 atomic%. Doing.

상기의 구성에 따르면, 스칸듐의 함유율이 0.5∼50 원자％의 범위 내인 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막과 동일한 효과를 이룬다.According to the said structure, it has the same effect as the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film in which the content rate of scandium exists in the range of 0.5-50 atomic%.

본 발명에 따른 압전체는 또한 희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄으로 이루어지는 압전체로서, 상기 희토류 원소는 스칸듐이고, 또한 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다.The piezoelectric body according to the present invention is also a piezoelectric body composed of aluminum nitride containing a rare earth element, wherein the rare earth element is scandium, and the total amount of the atomic number of the scandium and the atomic number of aluminum in the aluminum nitride is 100 atomic%. When it does, it is preferable that the content rate of the said scandium exists in the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic%.

상기의 구성에 따르면, 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자 ％의 범위 내인 질화 알루미늄 박막으로 이루어지는 압전체와 동일한 작용 효과를 이룬다.According to the said structure, the content effect of a scandium achieves the same effect as the piezoelectric body which consists of an aluminum nitride thin film in the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic%.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법은 상기 과제를 해결하기 위해,Method of manufacturing a piezoelectric thin film according to the present invention to solve the above problems,

기판 상에, 희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하는 압전체 박막의 제조 방법으로서,A method for producing a piezoelectric thin film comprising an aluminum nitride thin film containing a rare earth element on a substrate,

적어도 질소 가스를 포함하는 분위기 하에서 알루미늄과 스칸듐을 동시에 스퍼터링하는 스퍼터링 공정을 포함하고, 또한 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼10 W/㎠의 범위 내인 것을 특징으로 하고 있다.And a sputtering step of sputtering aluminum and scandium simultaneously in an atmosphere containing at least nitrogen gas, and the power density of the scandium in the sputtering step is in the range of 0.05 to 10 W / cm 2.

적어도 질소 가스를 포함하는 분위기 하에서 스칸듐을 상기 범위의 전력 밀도에 의해 스퍼터링함으로써 질화 알루미늄 박막의 스칸듐의 함유율을 0.5∼45 원자％로 할 수 있다. 따라서 스칸듐의 함유율이 0.5∼45 원자％인 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막과 동일한 효과를 이룬다.The content rate of scandium of an aluminum nitride thin film can be 0.5-45 atomic% by sputtering scandium by the power density of the said range in the atmosphere containing nitrogen gas at least. Therefore, the same effect as with the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film with a scandium content of 0.5-45 atomic% is achieved.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법은 또한 상기 압전체 박막이 상기 질화 알루미늄 박막으로 이루어지는 것으로서, 상기 기판에 알루미늄과 스칸듐을 동시에 스퍼터링하는 스퍼터링 공정을 포함하고, 또한 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내인 것이 바람직하다.The method for manufacturing a piezoelectric thin film according to the present invention further includes a sputtering process in which the piezoelectric thin film is made of the aluminum nitride thin film, and sputtering aluminum and scandium simultaneously on the substrate, and further, the power of the scandium in the sputtering process. It is preferable that a density exists in the range of 0.05-6.5 W / cm <2> or 8.5-10 W / cm <2>.

스칸듐을 상기 범위의 전력 밀도에 의해 스퍼터링함으로써 질화 알루미늄 박막의 스칸듐의 함유율을 0.5∼35 원자％ 또는 40∼45 원자％의 범위 내로 할 수 있다. 따라서 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼45 원자％의 범위 내인 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막과 동일한 효과를 이룬다.By sputtering scandium by the power density of the said range, the content rate of scandium of an aluminum nitride thin film can be made into the range of 0.5-35 atomic% or 40-45 atomic%. Therefore, the same effect as with the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film in which the content rate of scandium exists in the range of 0.5-35 atomic% or 40-45 atomic% is obtained.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법은 또한 상기 스퍼터링 공정 전에 상기 기판 상에 중간층을 형성하는 중간층 형성 공정을 더 포함하고, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼10 W/㎠의 범위 내인 것이 바람직하다.The method for producing a piezoelectric thin film according to the present invention further includes an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the substrate before the sputtering step, wherein the power density of the scandium in the sputtering step is 0.05-10 W / cm 2. It is preferable to exist in the range.

스칸듐을 상기 범위의 전력 밀도에 의해 스퍼터링함으로써 중간층 상에 형성되는 질화 알루미늄 박막의 스칸듐의 함유율을 15∼45 원자％의 범위 내로 할 수 있다. 이에 따라 중간층 상에 형성된, 스칸듐을 15∼45 원자％의 범위 내로 포함하는 질화 알루미늄 박막과 동일한 작용 효과를 이룬다.By sputtering scandium by the power density of the said range, the content rate of scandium of the aluminum nitride thin film formed on an intermediate | middle layer can be made into the range of 15-45 atomic%. This achieves the same effect as the aluminum nitride thin film formed on the intermediate layer in the range of 15 to 45 atomic%.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법에서는 또한 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 전력 밀도는 2∼6.5 W/㎠의 범위 내인 것이 바람직하다.In the method for producing a piezoelectric thin film according to the present invention, the power density in the sputtering step is preferably in the range of 2 to 6.5 W / cm 2.

스칸듐을 상기 범위의 전력 밀도에 의해 스퍼터링함으로써 질화 알루미늄 박막의 스칸듐의 함유율을 10∼35 원자％의 범위 내로 할 수 있다. 따라서 스칸듐의 함유율이 10∼35 원자％의 범위 내인 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막과 동일한 효과를 이룬다.By sputtering scandium by the power density of the said range, the content rate of scandium of an aluminum nitride thin film can be made into the range of 10-35 atomic%. Therefore, the same effect as the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film in which the content rate of scandium exists in the range of 10-35 atomic% is achieved.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법에서는 또한 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 전력 밀도는 9.5∼10 W/㎠의 범위 내인 것이 바람직하다.In the method for producing a piezoelectric thin film according to the present invention, the power density in the sputtering step is preferably in the range of 9.5 to 10 W / cm 2.

스칸듐을 상기 범위의 전력 밀도에 의해 스퍼터링함으로써 질화 알루미늄 박막 중의 스칸듐의 함유율을 40∼45 원자％의 범위 내로 할 수 있다. 따라서 스칸듐의 함유율이 40∼45 원자％의 범위 내인 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압 전체 박막과 동일한 효과를 이룬다.By sputtering scandium by the power density of the said range, the content rate of scandium in an aluminum nitride thin film can be made into the range of 40-45 atomic%. Therefore, the same effect as the piezoelectric thin film provided with the aluminum nitride thin film in which the content rate of scandium exists in the range of 40-45 atomic% is achieved.

본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법에서는 또한 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 기판의 온도가 20∼600℃의 범위 내인 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the piezoelectric thin film which concerns on this invention, it is preferable that the temperature of the said board | substrate in the said sputtering process exists in the range of 20-600 degreeC further.

알루미늄 및 스칸듐을 부착시키는 기판의 온도를 상기 범위로 함으로써 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.By making the temperature of the board | substrate which aluminum and scandium adhere | attach in the said range, the piezoelectric responsiveness of the aluminum nitride thin film containing scandium will be further improved.

또 상기 압전체 박막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압전 박막 공진자 및 그것을 구비한 필터와, 상기 압전체 박막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터 소자와, 자이로 센서, 압력 센서 및 가속도 센서 등의 물리 센서도 본 발명의 범주에 포함된다.A piezoelectric thin film resonator comprising the piezoelectric thin film and a filter provided therewith, an actuator element comprising the piezoelectric thin film, and a physical sensor such as a gyro sensor, a pressure sensor, and an acceleration sensor. Also included within the scope of the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의하여 충분히 알 수 있을 것이다. 또 본 발명의 장점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will be fully understood from the description below. Further advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 압전체 박막은 0.5∼50 원자％의 범위 내의 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비함으로써 종래의 질화 알루미늄을 구비한 압전체 박막에서는 이룰 수 없었던 효과를 이룬다.The piezoelectric thin film according to the present invention has an aluminum nitride thin film containing scandium within a range of 0.5 to 50 atomic%, thereby achieving an effect that cannot be achieved with a conventional piezoelectric thin film having aluminum nitride.

구체적으로는, 본 발명에 따른 압전체 박막을 디바이스, 예를 들면 RF-MEMS 디바이스에 구비함으로써 RF-MEMS 디바이스에 있어서의 소형화 및 전력 절감을 실 현하는 것과 함께, 그 성능의 향상을 도모할 수 있다. 또 본 발명에 따른 압전체 박막을 자이로 센서, 압력 센서 및 가속도 센서 등의 물리 센서에 응용한 경우에는, 그 검출 감도를 향상시킬 수 있는 효과를 이룬다.Specifically, by providing the piezoelectric thin film according to the present invention in a device, for example, an RF-MEMS device, the miniaturization and power saving in the RF-MEMS device can be realized, and the performance thereof can be improved. . In addition, when the piezoelectric thin film according to the present invention is applied to physical sensors such as a gyro sensor, a pressure sensor and an acceleration sensor, the detection sensitivity can be improved.

본 발명에 따른 압전체 박막은 예를 들면 RF-MEMS 디바이스 등의 압전 현상을 이용한 디바이스에서 가장 적합하게 이용할 수 있다. 또 본 발명에 따른 압전체 박막을 구비한 RF-MEMS 디바이스는 휴대 전화 등의 소형이고, 또한 고성능의 전자 기기류에 가장 적합하게 이용할 수 있다.The piezoelectric thin film according to the present invention can be most suitably used in devices using piezoelectric phenomena such as RF-MEMS devices. In addition, the RF-MEMS device having the piezoelectric thin film according to the present invention can be most suitably used for small-sized, high-performance electronic devices such as mobile phones.

[실시 형태 1]Embodiment 1

본 발명에 따른 압전체 박막의 일실시 형태에 대하여 실시 형태 1로서 도 1 및 도 2를 참조해서 이하에 설명한다.An embodiment of a piezoelectric thin film according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 as the first embodiment.

또한 본 발명에 따른 압전체 박막은 압전 현상을 이용한 압전 소자에 이용하는 경우, 그 구체적인 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 압전체 박막은 SAW 디바이스 또는 RF-MEMS 디바이스에 이용할 수 있다. 여기에서 본 명세서 등에 있어서의 “압전체”란, 역학적인 힘이 인가됨으로써 전위차를 발생시키는 성질, 즉, 압전성(이하, 압전 응답성이라고도 한다)을 갖는 물질을 의미한다. 또 “압전체 박막”이란, 상기 성질을 갖는 박막을 의미한다.In addition, when the piezoelectric thin film according to the present invention is used in a piezoelectric element using a piezoelectric phenomenon, its specific use is not particularly limited. For example, piezoelectric thin films can be used for SAW devices or RF-MEMS devices. Here, "piezoelectric" in this specification and the like means a material having a property of generating a potential difference when a dynamic force is applied, that is, piezoelectric (hereinafter also referred to as piezoelectric responsiveness). The term "piezoelectric thin film" means a thin film having the above properties.

또 본 명세서 등에 있어서의 “원자％”란, 원자 백분율을 가리키고 있으며, 구체적으로는, 스칸듐 원자수와 알루미늄 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때의 스칸듐 원자의 수 또는 알루미늄 원자의 수를 나타낸다. 즉, 스칸듐을 함유한 질화 알루미늄에 있어서의 스칸듐 원자 및 알루미늄 원자의 농도로 환언할 수도 있다. 또 본 실시 형태에 있어서는, 스칸듐의 원자％를 질화 알루미늄에 대한 스칸듐의 함유율로서 이하에 설명한다.In addition, "atomic%" in this specification etc. points out an atomic percentage, and shows the number of scandium atoms or the number of aluminum atoms when the total amount of a scandium atom number and an aluminum atom number is 100 atomic% specifically ,. . That is, it can also be called in the density | concentration of a scandium atom and aluminum atom in aluminum nitride containing scandium. Moreover, in this embodiment, atomic% of scandium is demonstrated below as content rate of scandium with respect to aluminum nitride.

본 실시 형태에 따른 스칸듐을 함유한 질화 알루미늄 박막(이하, Sc함유 질화 알루미늄 박막이라고도 한다)은 일반식을 이용하여 ScxAl1 －xN(식 중 x는 스칸듐의 함유율(농도)을 나타내고, 0.005∼0.5의 범위이다)으로 나타낼 수도 있다. 예를 들면 스칸듐의 함유율이 10 원자％인 질화 알루미늄 박막의 경우에는, Sc0 .1Al0 .9N으로 나타낸다.Scandium-containing aluminum nitride thin film according to the present embodiment (hereinafter also referred to as Sc-containing aluminum nitride thin film) represents Sc x Al 1- x N (wherein x represents the content rate (concentration) of scandium), It is also in the range of 0.005 to 0.5). For example, in the case of when the content of scandium in an aluminum nitride thin film 10 atom%, it is represented by Sc 0 .1 Al 0 .9 N.

(압전 응답성을 향상시키는 스칸듐의 함유율)(Content of scandium to improve piezoelectric response)

도 1에 나타내는 바와 같이, Sc함유 질화 알루미늄 박막에 함유되는 스칸듐의 함유율을 변화시킴으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성(압전성)을 향상시킬 수 있다. 도 1은 스칸듐의 함유율과 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 스칸듐의 함유율이 0%인 경우에 비하여 스칸듐을 약간이라도 함유하는 경우에는 압전 응답성이 향상되고 있다. 구체적으로는, 스칸듐의 함유율을 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내로 함으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다. 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 6∼24.6 pC/N 정도로 된다. 일반적인 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 5.1∼6.7 pC/N 정도이기 때문에 스칸듐의 함유율을 상기 범위 내로 함으로써 압전 응답성을 1.4∼4 배 정도 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, the piezoelectric response (piezoelectricity) of the Sc containing aluminum nitride thin film can be improved by changing the content rate of the scandium contained in Sc containing aluminum nitride thin film. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the content rate of scandium and the piezoelectric responsiveness of Sc containing aluminum nitride thin film. As shown in Fig. 1, the piezoelectric responsiveness is improved when the scandium is contained even slightly compared with the case where the scan rate is 0%. Specifically, the piezoelectric response of the Sc-containing aluminum nitride thin film can be improved by setting the content of scandium in the range of 0.5 to 35 atomic% or 40 to 50 atomic%. By setting the content of scandium in the above range, the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film is about 6 to 24.6 pC / N. Since the piezoelectric responsiveness of general aluminum nitride thin films is about 5.1-6.7 pC / N, piezoelectric responsiveness can be improved about 1.4 to 4 times by making scandium content into the said range.

이에 따라 스칸듐의 함유율이 상기 범위 내인 Sc함유 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막(1)을 RF-MEMS 디바이스에 구비하는 경우에는 저전압에서의 작동을 실현할 수 있다. 또 압전체 박막(1)을 RF-MEMS 액추에이터에 구비하는 경우에는, 그 가동 영역을 확대하고, FBAR 필터에 구비하는 경우에는 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또 압전체 박막(1)을 자이로 센서, 압력 센서 및 가속도 센서 등의 물리 센서에 응용한 경우에는, 그 검출 감도를 향상시킬 수 있다.As a result, when the piezoelectric thin film 1 including the Sc-containing aluminum nitride thin film having a scandium content in the above range is provided in the RF-MEMS device, operation at low voltage can be realized. In addition, when the piezoelectric thin film 1 is provided in the RF-MEMS actuator, the movable area thereof is enlarged, and when the piezoelectric thin film 1 is provided in the FBAR filter, insertion loss can be reduced. Moreover, when the piezoelectric thin film 1 is applied to physical sensors, such as a gyro sensor, a pressure sensor, and an acceleration sensor, the detection sensitivity can be improved.

따라서 스칸듐의 함유율이 상기 범위 내일 때, Sc함유 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막을 갖는 디바이스에 있어서의 소형화 및 전력 절감을 실현하는 것과 함께, 그 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the content rate of scandium is in the said range, the size reduction and power saving in the device which has a piezoelectric thin film provided with the Sc containing aluminum nitride thin film can be improved, and the performance can be improved.

(압전 응답성을 더욱 향상시키는 스칸듐의 함유율)(Content of scandium to further improve piezoelectric responsiveness)

압전 응답성의 추가적인 향상의 관점에 따르면, 스칸듐의 함유율은 40∼50 원자％의 범위 내인 것이 바람직하다. 도 1에 나타내는 바와 같이, Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 스칸듐의 함유율이 45 원자％(Sc0. 45Al0. 55N)인 때 최대값을 나타내고(약 24.6 pC/N), 스칸듐을 함유하지 않는 질화 알루미늄의 압전 응답성의 약 4배로 된다. 또한 압전 응답성을 최대로 하는 스칸듐의 함유율은 측정 조건 등의 조건에 의해 ±5 원자％ 정도의 오차를 나타낸다.According to the viewpoint of further improvement of piezoelectric responsiveness, it is preferable that the content rate of scandium exists in the range of 40-50 atomic%. As shown in Fig. 1, Sc-containing nitride, the piezoelectric response of the aluminum thin film castle when the content of scandium of 45 atom% (Sc 0. 45 Al 0. 55 N) of time indicates the maximum value (about 24.6 pC / N), the scandium The piezoelectric responsiveness of aluminum nitride which does not contain is about four times. Moreover, the content rate of scandium which maximizes piezoelectric responsiveness shows the error of about +/- 5 atomic% by conditions, such as measurement conditions.

따라서 스칸듐의 함유율이 상기 범위 내일 때, Sc함유 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막을 갖는 디바이스에 있어서의 소형화 및 전력 절감을 더욱 실현하는 것과 함께, 그 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, when the content rate of scandium is in the said range, further miniaturization and power saving in the device which has a piezoelectric thin film provided with the Sc containing aluminum nitride thin film can further improve the performance.

또한 상기한 효과는 압전체 박막에 한정되는 것은 아니고, 스칸듐의 원자수와 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내의 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄을 구비한 압전체이어도 본 실시 형태에 따른 압전체 박막과 동일한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the said effect is not limited to a piezoelectric thin film, When the total amount of the atomic number of scandium and the atomic number of aluminum is 100 atomic%, it contains a scandium within the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic%. Even if the piezoelectric body is provided with aluminum nitride, the same effects as those of the piezoelectric thin film according to the present embodiment can be obtained.

(압전체 박막(1)의 구성)(Configuration of Piezoelectric Thin Film 1)

여기에서 본 발명에 따른 압전체 박막의 일례에 대하여 도 2를 참조해서 보다 구체적으로 설명한다. 압전체 박막(1)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(2) 상에 스칸듐을 함유한 질화 알루미늄 박막(이하, Sc함유 질화 알루미늄 박막이라고도 한다)(3)을 구비하고 있다. Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)은 스칸듐의 원자수와 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 0.5∼50 원자％의 범위 내의 스칸듐을 함유하고 있다. 도 2는 압전체 박막(1)의 개략 단면도이다.An example of the piezoelectric thin film according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, the piezoelectric thin film 1 is provided with the aluminum nitride thin film (henceforth Sc-containing aluminum nitride thin film) 3 containing scandium on the board | substrate 2. As shown in FIG. The Sc-containing aluminum nitride thin film 3 contains scandium within the range of 0.5 to 50 atomic% when the total amount of the atomic number of scandium and the atomic number of aluminum is 100 atomic%. 2 is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric thin film 1.

(기판(2))(Substrate (2))

기판(2)은 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 변형시키지 않고 지지한다. 기판(2)의 재질로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 실리콘(Si) 단결정 또는 Si단결 정 등의 기재의 표면에 실리콘, 다이아몬드 및 그 밖의 다결정막을 형성한 것을 이용할 수 있다.The substrate 2 supports the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 without deformation. The material of the substrate 2 is not particularly limited, and may be one in which silicon, diamond and other polycrystalline films are formed on the surface of a substrate such as silicon (Si) single crystal or Si single crystal.

(Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)）(Sc-containing aluminum nitride thin film (3))

Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)은 스칸듐을 포함하는 질화 알루미늄 박막이며, 압전 응답성을 갖는다.The Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is an aluminum nitride thin film containing scandium and has piezoelectric responsiveness.

[실시 형태 2]Embodiment 2

본 발명에 따른 압전체 박막의 다른 형태에 대하여 실시 형태 2로서 도 3∼5를 참조해서 이하에 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 1과 동일한 부재에는 동일한 번호를 부여하고 있다. 또 실시 형태 1과 동일 용어는 본 실시 형태에 있어서도 동일한 의미로서 이용한다.Another embodiment of the piezoelectric thin film according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 5 as the second embodiment. In this embodiment, the same number is attached | subjected to the same member as Embodiment 1. As shown in FIG. In addition, the same term as Embodiment 1 is used as the same meaning also in this Embodiment.

(압전체 박막(1b)의 구성)(Configuration of Piezoelectric Thin Film 1b)

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 압전체 박막(1b)은 기판(2)과 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3) 사이에 중간층(4)이 형성되어 있다. 즉, 압전체 박막(1b)에 있어서, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)은 기판(2)에 중간층(4)을 통하여 설치되어 있다. 기판(2) 및 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)은 실시 형태 1에서 설명했으므로, 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다. 따라서 본 실시 형태에서는 중간층(4)에 대해서만 이하에 설명한다. 도 3은 압전체 박막(1b)의 개략 단면도이다.As shown in FIG. 3, in the piezoelectric thin film 1b according to the present embodiment, an intermediate layer 4 is formed between the substrate 2 and the Sc-containing aluminum nitride thin film 3. That is, in the piezoelectric thin film 1b, the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is provided on the substrate 2 via the intermediate layer 4. Since the board | substrate 2 and Sc containing aluminum nitride thin film 3 were demonstrated in Embodiment 1, the detailed description is abbreviate | omitted here. Therefore, in this embodiment, only the intermediate | middle layer 4 is demonstrated below. 3 is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric thin film 1b.

(중간층(4))(Middle floor (4))

중간층(4)은 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)과 상호 작용을 일으키기 위해 설치되어 있다. 중간층(4)의 재질로서는, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3) 및 기판(2)의 양쪽과 상호 작용을 일으키기 쉬운 재질인 것이 바람직하다. 중간층(4)의 재료로서는, 예를 들면 질화 티탄(TiN), 질화 스칸듐(ScN), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 루테늄(Ru), 산화루테늄(RuO2), 크롬(Cr), 질화 크롬(CrN), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈(Ta), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd) 및 니켈(Ni) 등을 이용할 수 있다.The intermediate layer 4 is provided to cause interaction with the Sc-containing aluminum nitride thin film 3. As a material of the intermediate | middle layer 4, it is preferable that it is a material which is easy to produce interaction with both the Sc containing aluminum nitride thin film 3 and the board | substrate 2. As shown in FIG. Examples of the material of the intermediate layer 4 include titanium nitride (TiN), scandium nitride (ScN), molybdenum (Mo), titanium (Ti), ruthenium (Ru), ruthenium oxide (RuO 2 ), chromium (Cr), Chromium nitride (CrN), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), tantalum (Ta), iridium (Ir), palladium (Pd) and nickel (Ni) Etc. can be used.

예를 들면 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)으로서, Sc0 .45Al0 .55N을 이용한 경우에는, 중간층(4)으로서 질화 스칸듐(ScN)을 이용함으로써 중간층을 설치하지 않는 경우와 비교하여 압전 응답성을 약 4 pC/N 향상시킬 수 있다.E.g. Sc contained as an aluminum nitride thin film 3, in the case of using the Al Sc 0 .55 0 .45 N, as compared with the case as an intermediate layer (4) it does not install the intermediate layer by using a scandium nitride (ScN) Piezoelectric Responsiveness can be improved by about 4 pC / N.

(압전 응답성을 향상시키는 스칸듐의 함유율)(Content of scandium to improve piezoelectric response)

중간층(4)을 구비하고 있는 경우의 압전체 박막(1b)의 압전 응답성의 변화에 대하여 도 4를 참조해서 이하에 설명한다. 도 4는 중간층(4)을 구비하고 있는 경우의 스칸듐의 함유율과 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.The piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film 1b when the intermediate layer 4 is provided will be described below with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of scandium and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 when the intermediate layer 4 is provided.

도 4에 나타내는 바와 같이, 중간층(4)을 설치함으로써 스칸듐의 함유율이 35 원자％보다도 크고 40 원자％보다도 작은 경우에도, 압전체 박막(1b)의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다. 즉, 실시 형태 1의 압전체 박막(1)에서 문제로 되어 있었던 압전 응답성의 저하를 억제할 수 있다. 이에 따라 압전체 박막을 제조할 때에, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 조성을 엄밀하게 관리할 필요가 없어지므로 압전 응답성을 향상시킨 압전체 박막의 제조를 용이하게 할 수 있다.As shown in FIG. 4, by providing the intermediate | middle layer 4, even when the content rate of scandium is larger than 35 atomic% and smaller than 40 atomic%, the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film 1b can be improved. That is, the fall of the piezoelectric responsiveness which was a problem in the piezoelectric thin film 1 of Embodiment 1 can be suppressed. As a result, when the piezoelectric thin film is manufactured, it is not necessary to strictly control the composition of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3, so that the piezoelectric thin film with improved piezoelectric response can be easily manufactured.

또 스칸듐의 함유율을 15∼45 원자％의 범위 내로 함으로써 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다. 스칸듐의 함유율을 상기 범위로 함으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 압전 응답성은 6∼18 pC/N 정도로 된다. 일반적인 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 5.1∼6.7 pC/N 정도이기 때문에 스칸듐의 함유율을 상기 범위 내로 함으로써 압전 응답성을 1.1∼3 배 정도 향상시킬 수 있다.Moreover, the piezoelectric responsiveness of an aluminum nitride thin film can be improved by making scandium content into 15 to 45 atomic%. By setting the content rate of scandium in the above range, the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is about 6-18 pC / N. Since the piezoelectric responsiveness of general aluminum nitride thin films is about 5.1-6.7 pC / N, piezoelectric responsiveness can be improved about 1.1 to 3 times by making scandium content into the said range.

이에 따라 스칸듐의 함유율이 상기 범위 내인 Sc함유 질화 알루미늄 박막 (3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1b)을 RF-MEMS 디바이스에 구비하는 경우에는 저전압에서의 작동을 실현할 수 있다. 또 압전체 박막(1b)을 RF-MEMS 액추에이터에 구비하는 경우에는, 그 가동 영역을 확대하고, FBAR 필터에 구비하는 경우에는 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또 압전체 박막(1b)을 자이로 센서, 압력 센서 및 가속도 센서 등의 물리 센서에 응용한 경우에는, 그 검출 감도를 향상시킬 수 있다.As a result, when the RF-MEMS device is provided with the piezoelectric thin film 1b having the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 having a scandium content in the above range, operation at low voltage can be realized. In addition, when the piezoelectric thin film 1b is provided in the RF-MEMS actuator, the movable area thereof is enlarged, and when the piezoelectric thin film 1b is provided in the FBAR filter, insertion loss can be reduced. Moreover, when the piezoelectric thin film 1b is applied to physical sensors, such as a gyro sensor, a pressure sensor, and an acceleration sensor, the detection sensitivity can be improved.

따라서 스칸듐의 함유율이 상기 범위 내일 때, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1b)을 갖는 디바이스에 있어서의 소형화 및 전력 절감을 실현하는 것과 함께, 그 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the content rate of scandium is in the said range, while miniaturizing and saving power in the device which has the piezoelectric thin film 1b provided with the Sc containing aluminum nitride thin film 3, the performance can be improved. .

중간층(4)은 도 5 (b)∼(e)에 나타내는 바와 같이, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)과 조성이 다른 Sc함유 질화 알루미늄 박막으로 해도 좋다. 중간층(4)으로서 조성이 다른 Sc함유 질화 알루미늄 박막을 이용함으로써 압전체 박막(1b)의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다.As shown in FIGS. 5B to 5E, the intermediate layer 4 may be a Sc-containing aluminum nitride thin film having a composition different from that of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3. By using Sc-containing aluminum nitride thin films having different compositions as the intermediate layer 4, the piezoelectric response of the piezoelectric thin film 1b can be improved.

예를 들면 도 5 (a)에 나타내는 바와 같이, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)으로서 Sc0 .47Al0 .53N층을 이용한 압전체 박막(1)은 약 7 pC/N의 압전 응답성을 나타낸다. 이에 대하여 도 5 (b)에 나타내는 바와 같이, Sc0 .47Al0 .53N층과 기판(2) 사이에 중간층(4)으로서 Sc0 .40Al0 .60N층을 설치함으로써 압전체 박막(1b)의 압전 응답성은 약 10 pC/N으로 향상된다. 또 도 5 (c)에 나타내는 바와 같이, 중간층(4)으로서 Sc0.42Al0.58N층을 설치함으로써 압전체 박막(1b)의 압전 응답성을 25 pC/N으로 대폭으로 향상시킬 수 있다.For the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 as Sc 0 .47 Al 0 .53 piezoelectric film (1) using the N layer is between about 7 pC / N piezoelectric response, as shown in example Figure 5 (a) Indicates. Therefore, as for shown in Fig. 5 (b), Sc 0 .47 Al 0 .53 N layer and the substrate (2) in the intermediate layer (4) The provision of the layer .60 N Sc 0 .40 Al 0 as a piezoelectric film between the ( The piezoelectric response of 1b) is improved to about 10 pC / N. As shown in FIG. 5C, by providing a Sc 0.42 Al 0.58 N layer as the intermediate layer 4, the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film 1b can be significantly improved to 25 pC / N.

또 기판(2) 상에 Sc함유 질화 알루미늄층(3)으로서 Sc0. 50Al0. 50N층을 설치한 압전체 박막(1)의 압전 응답성은 0 pC/N이다. 그러나 도 5 (d)에 나타내는 바와 같이, 중간층(4)으로서 Sc0 .42Al0 .58N층을 설치하여 압전체 박막(1b)으로 함으로써, 압전 응답성을 0 pC/N으로부터 14 pC/N으로 향상시킬 수 있다.In the substrate 2, the piezoelectric response of the Sc-containing aluminum nitride layer 3 as Sc 0. 50 Al 0. 50 N installing the piezoelectric film layer (1) onto the castle 0 pC / N. However, as shown in Figure 5 (d), the intermediate layer 4 as Sc 0 .42 0 .58 Al by the N layer to the piezoelectric film (1b) by installing, 14 pC / N of piezoelectric response from 0 pC / N Can be improved.

즉, 조성이 다른 Sc함유 질화 알루미늄 박막을 중간층(4)로서 이용함으로써 압전체 박막의 압전 응답성을 대폭 향상시킬 수 있다.That is, the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film can be significantly improved by using the Sc-containing aluminum nitride thin film having a different composition as the intermediate layer 4.

또 중간층(4)으로서 이용하는 조성이 다른 Sc함유 질화 알루미늄 박막은 1층 에 한정되는 것은 아니고, 복수층 구비되어 있어도 좋다.The Sc-containing aluminum nitride thin film having different compositions to be used as the intermediate layer 4 is not limited to one layer but may be provided in plural layers.

예를 들면 도 5 (e)에 나타내는 바와 같이, Sc함유 압전체 박막(3)으로서 Sc0.47Al0.53N을 이용하고, 중간층(4)으로서 기판측으로부터 차례로 Sc0 .40Al0 .60N층, Sc0.42Al0. 58N층 및 Sc0. 45Al0. 55N층의 3층을 이용한 압전체 박막(1b)은 약 19 pC/N의 압전 응답성을 나타낸다. 이와 같이 중간층(4)이 복수의 층으로 이루어지는 경우에도 압전체 박막(1b)의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다.For example, as shown in Fig. 5 (e), Sc-containing piezoelectric film (3) as the Sc 0.47 Al 0.53 N, and the use, the intermediate layer 4 in turn as Sc 0 .40 Al 0 .60 N layer from the substrate side, Sc 0.42 Al 0. 58 N layer and Sc 0. 45 Al 0. 55 piezoelectric film (1b) with the third layer of the N layer shows a piezoelectric response of about 19 pC / N. Thus, even when the intermediate | middle layer 4 consists of several layers, the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film 1b can be improved.

이와 같이 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 중간층(4)을 통하여 기판(2)에 설치함으로써 압전체 박막(1b)의 압전 응답성의 향상 뿐만 아니라 스칸듐의 함유율이 약간 변화함으로써 압전체 박막 자체의 압전 응답성이 크게 저하되는 것을 억제 할 수 있다. 즉, 중간층(4)을 설치함으로써 물성이 일정한 압전체 박막의 제조를 용이하게 할 수 있다. 또한 도 5 (a)∼(e)에서는 기판(2)으로서 Si기판을 이용하고 있지만, 물론 이것에 한정되는 것은 아니다.Thus, by providing the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 to the substrate 2 through the intermediate layer 4, not only the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film 1b is improved, but also the content of scandium slightly changes, thereby the piezoelectric responsiveness of the piezoelectric thin film itself. This can be suppressed to greatly decrease. That is, by providing the intermediate layer 4, the piezoelectric thin film with a constant physical property can be easily manufactured. In addition, although Si board | substrate is used as the board | substrate 2 in FIG.5 (a)-(e), it is not limited to this, of course.

[실시 형태 3]Embodiment 3

실시 형태 1에 따른 압전체 박막(1)의 제조 방법의 일실시 형태에 대하여 실시 형태 3으로서 도 6을 참조해서 이하에 설명한다. 또한 Sc함유 질화 알루미늄 박막은 압전 현상을 이용한 압전 소자에 이용하는 것이면, 그 구체적인 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 Sc함유 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있는 압전체 박막을 SAW 디바이스 또는 RF-MEMS 디바이스에 이용할 수 있다. 또 본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 1과 동일한 용어는 동일한 의미로서 이용한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION One Embodiment of the manufacturing method of the piezoelectric thin film 1 which concerns on Embodiment 1 is demonstrated below with reference to FIG. 6 as Embodiment 3. FIG. In addition, as long as the Sc-containing aluminum nitride thin film is used for a piezoelectric element using a piezoelectric phenomenon, its specific use is not particularly limited. For example, a piezoelectric thin film having a Sc-containing aluminum nitride thin film can be used for a SAW device or an RF-MEMS device. In addition, in this embodiment, the same term as Embodiment 1 is used as a same meaning.

압전체 박막(1)의 제조 방법은 질소 가스(N2) 분위기 또는 질소 가스(N2) 및 아르곤 가스(Ar) 혼합 분위기 하에서, 기판(2)(예를 들면, 실리콘(Si) 기판)에 스칸듐 및 알루미늄을 동시에 스퍼터 처리하는 스퍼터링 공정을 포함한다. 이에 따라 밀착성이 우수하고, 순도가 높은 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 형성할 수 있다. 또 스칸듐과 알루미늄을 동시에 스퍼터링함으로써 질화 스칸듐 및 질화 알루미늄이 일부에 편재하지 않고, 균일하게 분포된 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)으로 할 수 있다.In the method of manufacturing the piezoelectric thin film 1, scandium is formed on the substrate 2 (for example, a silicon (Si) substrate) under a nitrogen gas (N 2 ) atmosphere or a nitrogen gas (N 2 ) and argon gas (Ar) atmosphere. And a sputtering process for sputtering aluminum at the same time. Thereby, the Sc containing aluminum nitride thin film 3 excellent in adhesiveness and high purity can be formed. By sputtering both scandium and aluminum at the same time, it is possible to obtain a Sc-containing aluminum nitride thin film 3 that is uniformly distributed without scandium nitride and aluminum nitride being partially localized.

(압전 응답성을 향상시키는 전력 밀도의 범위)(Range of power density to improve piezoelectric responsiveness)

스퍼터링 공정에 있어서, 알루미늄의 타겟 전력 밀도를 7.9 W/㎠의 범위 내로 고정한 경우 스칸듐의 타겟 전력 밀도는 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내로 된다.In the sputtering step, when the target power density of aluminum is fixed in the range of 7.9 W / cm 2, the target power density of scandium is in the range of 0.05 to 6.5 W / cm 2 or 8.5 to 10 W / cm 2.

또한 본 명세서 등에 있어서의 “전력 밀도”란, 스퍼터링 전력을 타겟 면적으로 나눈 값이다. 또 본 발명에 따른 압전체 박막의 제조 방법에서는 스칸듐과 알루미늄을 동시에 스퍼터링하기 때문에 스칸듐의 타겟 전력 밀도와 알루미늄의 타겟 전력 밀도의 2종류의 타겟 전력 밀도가 있다. 본 명세서 등에 있어서, 단순히 “타겟 전력 밀도”라고 하는 경우에는 스칸듐의 타겟 전력 밀도를 가리킨다.In addition, the "power density" in this specification etc. is the value which divided the sputtering power by the target area. In the method for manufacturing a piezoelectric thin film according to the present invention, two kinds of target power densities, namely, target power density of scandium and target power density of aluminum, are sputtered simultaneously with scandium and aluminum. In this specification and the like, simply referred to as "target power density" refers to the target power density of scandium.

타겟 전력 밀도를 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내로 함으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막에 있어서의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다.By setting the target power density within the range of 0.05 to 6.5 W / cm 2 or 8.5 to 10 W / cm 2, the piezoelectric response in the Sc-containing aluminum nitride thin film can be improved.

즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 타겟 전력 밀도가 0.05∼6.5 W/㎠의 범위 내인 경우에는 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％의 범위 내인 경우에 대응하고, 8.5∼10 W/㎠의 범위 내인 경우에는 함유율이 40∼50 원자％의 범위 내인 경우에 대응한다. 도 6은 타겟 전력 밀도와, 스칸듐의 함유율과, Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.That is, as shown in FIG. 6, when the target power density is in the range of 0.05 to 6.5 W / cm 2, the content of scandium is in the range of 0.5 to 35 atomic%, and is in the range of 8.5 to 10 W / cm 2. The case corresponds to the case where the content rate is in the range of 40 to 50 atomic%. 6 is a graph showing the relationship between the target power density, the scandium content, and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film.

도 6에 나타내는 바와 같이, 타겟 전력 밀도를 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내로 함으로써, 스칸듐의 함유율은 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내로 되고, 6∼24.6 pC/N 정도의 압전 응답성을 얻을 수 있다. 따라서 타겟 전력 밀도를 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 9.5∼10 W/㎠의 범위 내로 함으로써, 0.5∼35 원자％ 또는 40∼50 원자％의 범위 내의 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1)과 동일한 효과를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 6, by carrying out target power density in the range of 0.05-6.5 W / cm <2> or 8.5-10 W / cm <2>, the content rate of scandium will be in the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic%, Piezoelectric responsiveness of about -24.6 pC / N can be obtained. Therefore, the piezoelectric element provided with the Sc containing aluminum nitride thin film 3 in the range of 0.5-35 atomic% or 40-50 atomic% by making target power density into the range of 0.05-6.5 W / cm <2> or 9.5-10 W / cm <2>. The same effect as that of the thin film 1 can be obtained.

또한 스퍼터링 공정에 있어서, 타겟 전력 밀도가 상기 범위 내이면 그 밖의 조건은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 스퍼터링 압력 및 스퍼터링 시간은 적절히 설정할 수 있다.In the sputtering step, other conditions are not particularly limited as long as the target power density is within the above range. For example, sputtering pressure and sputtering time can be set suitably.

(압전 응답성을 향상시키는 기판 온도의 범위)(Range of substrate temperature to improve piezoelectric response)

스퍼터링 공정에 있어서, 타겟 전력 밀도를 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내로 했을 때, 기판 온도를 변화시킴으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 압전 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 기판 온도와 Sc함유 질화 알루미 늄 박막(3)의 압전 응답성의 관계에 대하여 도 7에 나타낸다.In the sputtering step, when the target power density is within the range of 0.05 to 6.5 W / cm 2 or 8.5 to 10 W / cm 2, the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 can be further improved by changing the substrate temperature. have. The relationship between the substrate temperature and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is shown in FIG.

도 7에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 공정에 있어서, 기판의 온도를 20∼600℃의 범위 내, 보다 바람직하게는 200∼450℃의 범위 내, 더욱 바람직하게는 400∼450℃의 범위 내로 함으로써 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 압전 응답성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 기판의 온도를 20∼600℃의 범위 내로 함으로써 압전 응답성을 15∼28 pC/N 정도로 할 수 있고, 200∼450℃의 범위 내로 함으로써 압전 응답성을 26∼28 pC/N 정도로 할 수 있다. 또한 기판 온도를 400∼450℃의 범위 내로 했을 때에는 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 압전 응답성을 최대(약 28 pC/N)로 할 수 있다.As shown in FIG. 7, in a sputtering process, Sc is contained by making the temperature of a board | substrate in the range of 20-600 degreeC, More preferably, it exists in the range of 200-450 degreeC, More preferably, it is in the range of 400-450 degreeC. The piezoelectric response of the aluminum nitride thin film 3 can be improved. Specifically, the piezoelectric responsiveness can be made about 15-28 pC / N by making the temperature of a board | substrate in the range of 20-600 degreeC, and the piezoelectric responsiveness which is 26-28 pC / N is set in the range of 200-450 degreeC can do. When the substrate temperature is in the range of 400 to 450 ° C., the piezoelectric response of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 can be maximized (about 28 pC / N).

따라서 스퍼터링 공정에 있어서의 기판 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 제작한 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비한 압전체 박막(1)을 갖는 디바이스를 더욱 소형화 및 전력 절감을 이룰 수 있는 것과 함께, 그 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, by keeping the substrate temperature in the sputtering process within the above range, the device having the piezoelectric thin film 1 having the produced Sc-containing aluminum nitride thin film 3 can be further miniaturized and reduced in power, and the performance thereof. Can be further improved.

(압전 응답성을 더욱 향상시키는 전력 밀도의 범위)(Range of power density to further improve piezoelectric responsiveness)

압전 응답성의 추가적인 향상의 관점에 따르면, 타겟 전력 밀도는 상기 범위 중에서도 9.5∼10 W/㎠의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 W/㎠인 것이 보다 바람직하다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 타겟 전력 밀도를 5∼10 W/㎠의 범위 내로 함으로써 압전 응답성은 보다 향상된다. 특히 타겟 전력 밀도가 10 W/㎠인 때, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)에 있어서의 스칸듐의 함유율은 45원자%로 되고, 압전 응 답성이 최대값(24.6 pC/N)을 나타낸다. 즉, 타겟 전력 밀도가 10 W/㎠인 경우에는 스칸듐의 함유율이 45 원자％인 때와 동일한 효과를 얻을 수 있다.According to the viewpoint of further improving the piezoelectric responsiveness, the target power density is preferably in the range of 9.5 to 10 W / cm 2, more preferably 10 W / cm 2, in the above range. As shown in FIG. 6, piezoelectric responsiveness is further improved by setting the target power density within the range of 5 to 10 W / cm 2. In particular, when the target power density is 10 W / cm 2, the content rate of scandium in the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is 45 atomic%, and the piezoelectric response shows the maximum value (24.6 pC / N). That is, when the target power density is 10 W / cm 2, the same effect as when the scandium content is 45 atomic% can be obtained.

또한 압전 응답성을 최대로 하는 스칸듐의 함유율은 측정 조건 등의 조건에 의해 ±5 원자％ 정도의 오차를 나타낸다.Moreover, the content rate of scandium which maximizes piezoelectric responsiveness shows the error of about +/- 5 atomic% by conditions, such as measurement conditions.

(중간층(4)을 구비한 압전체 박막(1b)의 제조 방법)(Method for Producing Piezoelectric Thin Film 1b with Intermediate Layer 4)

상기에서는 실시 형태 1에 따른 압전체 박막(1)의 제조 방법에 대하여 설명했지만, 실시 형태 2에 따른 압전체 박막(1b)이어도 동일한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.Although the manufacturing method of the piezoelectric thin film 1 which concerns on Embodiment 1 was demonstrated above, even the piezoelectric thin film 1b which concerns on Embodiment 2 can be manufactured with the same manufacturing method.

압전체 박막(1b)은 기판(2)에 중간층(4)을 형성하는 중간층 형성 공정을 더 포함하는 점이 다를 뿐이다. 중간층(4)의 형성 방법은 중간층(4)으로서 이용하는 재질에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링, 진공 증착, 이온 플레이팅, 화학적 기상 성장법(CVD), 분자 빔 에피택시(MBE), 레이저 애브레이션, 도금 등을 들 수 있다.The piezoelectric thin film 1b differs only in that it further includes an intermediate layer forming step of forming the intermediate layer 4 on the substrate 2. The formation method of the intermediate | middle layer 4 can be set suitably according to the material used as the intermediate | middle layer 4. As shown in FIG. Examples include sputtering, vacuum deposition, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), laser ablation, plating, and the like.

중간층(4)을 설치한 압전체 박막(1b)에 있어서의 스칸듐의 타겟 전력 밀도와, 스칸듐의 함유율과, Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 도 8에 나타낸다. 또한 도 8은 중간층(4)으로서 질화 티탄(TiN)을 이용한 경우의 도면이다.8 shows the relationship between the target power density of scandium, the content rate of scandium, and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film in the piezoelectric thin film 1b provided with the intermediate layer 4. FIG. 8 is a diagram when titanium nitride (TiN) is used as the intermediate layer 4.

도 8에 나타내는 바와 같이, 중간층(4)을 설치함으로써, 중간층(4)을 설치하지 않는 경우에 압전 응답성이 저하되어 있었던 스칸듐의 함유율이 35 원자％보다 도 크고, 40 원자％보다도 작은 경우, 즉, 타겟 전력 밀도가 6.5 W/㎠보다 크고, 8.0 W/㎠보다도 작은 경우에 있어서의 압전 응답성의 저하를 억제할 수 있다.As shown in FIG. 8, when the intermediate | middle layer 4 is provided, when the content rate of the scandium whose piezoelectric responsiveness fell when the intermediate | middle layer 4 was not provided is larger than 35 atomic% and smaller than 40 atomic%, That is, the fall of the piezoelectric responsiveness in the case where the target power density is larger than 6.5 W / cm 2 and smaller than 8.0 W / cm 2 can be suppressed.

또한 중간층(4)을, Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)과 조성이 다른 Sc함유 질화 알루미늄으로 하는 경우에는 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)의 형성 방법과 동일한 방법을 이용하면 좋다.When the intermediate layer 4 is made of Sc-containing aluminum nitride thin film 3 having a composition different from that of the Sc-containing aluminum nitride thin film 3, the same method as that for forming the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 may be used.

[실시 형태 4]Embodiment 4

본 발명에 따른 압전체 박막을 구비하고 있는 압전체 박막 공진자의 일실시 형태에 대하여 실시 형태 4로서 이하에 설명한다. 본 발명에 따른 압전체 박막을 구비한 압전체 박막 공진자의 구체적인 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에서는 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1)을, RF-MEMS 디바이스의 하나인 FBAR 필터에 이용한 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는 압전체 박막(1)을 이용한 FBAR 필터에 대하여 설명하고 있지만, 물론 압전체 박막(1b)을 이용할 수도 있다. 또 본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 1∼3과 동일한 용어는 동일한 의미로서 이용한다.An embodiment of a piezoelectric thin film resonator provided with a piezoelectric thin film according to the present invention will be described below as a fourth embodiment. The specific use of the piezoelectric thin film resonator provided with the piezoelectric thin film according to the present invention is not particularly limited. In this embodiment, a case where the piezoelectric thin film 1 having the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is used for an FBAR filter which is one of RF-MEMS devices will be described as an example. In addition, although the FBAR filter using the piezoelectric thin film 1 was demonstrated in this embodiment, of course, the piezoelectric thin film 1b can also be used. In addition, in this embodiment, the same term as Embodiments 1-3 is used for the same meaning.

본 실시형태에 따른 FBAR 필터(10)(압전체 박막 공진자)에 대하여 도 9를 참조해서 이하에 설명한다.The FBAR filter 10 (piezoelectric thin film resonator) according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. 9.

(FBAR 필터(10)의 구성)(Configuration of the FBAR Filter 10)

FBAR 필터(10)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판(11) 및 기판(11) 상에 형 성된 압전 적층 구조체(12)를 구비하고 있다. 도 9는 FBAR 필터(10)의 개략 단면도이다.The FBAR filter 10 is provided with the board | substrate 11 and the piezoelectric laminated structure 12 formed on the board | substrate 11, as shown in FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the FBAR filter 10.

(기판(11))(Substrate 11)

기판(11)은 압전 적층 구조체(12)를 지지하기 위한 기판이며, 압전 적층 구조체(12)를 자유롭게 진동시키기 위해 압전 적층 구조체(12)가 형성되어 있는 하부에 캐비티부(16)가 설치되어 있다.The board | substrate 11 is a board | substrate for supporting the piezoelectric laminated structure 12, and the cavity part 16 is provided in the lower part in which the piezoelectric laminated structure 12 is formed in order to vibrate the piezoelectric laminated structure 12 freely. .

기판(11)의 재질로서는, 압전 적층 구조체(12)를 변형시키지 않고 지지할 수 있는 재질이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 실리콘(Si) 단결정 또는 Si단결정 등의 기재의 표면에 실리콘, 다이아몬드 및 그 밖의 다결정막을 형성한 것을 이용할 수 있다.The material of the substrate 11 is not particularly limited as long as the material can be supported without deforming the piezoelectric laminate structure 12. For example, a silicon, diamond, or other polycrystalline film formed on the surface of a substrate such as silicon (Si) single crystal or Si single crystal can be used.

또 캐비티부(16)의 형성 방법으로서는, 이방성 에칭법 또는 디프 반응성 이방성 에칭법 등을 이용할 수 있다.Moreover, as the formation method of the cavity part 16, the anisotropic etching method, the dip reactive anisotropic etching method, etc. can be used.

(압전 적층 구조체(12)의 구성)(Configuration of Piezoelectric Laminated Structure 12)

압전 적층 구조체(12)는 하부 전극(13) 및 상부 전극(15)과, 하부 전극(13)과 상부 전극(15)에 끼워진 압전체 박막(14)으로 이루어진다. 각 부재에 대하여 이하에 설명한다.The piezoelectric laminate structure 12 includes a lower electrode 13 and an upper electrode 15, and a piezoelectric thin film 14 sandwiched between the lower electrode 13 and the upper electrode 15. Each member is demonstrated below.

(하부 전극(13) 및 상부 전극(15))(Lower electrode 13 and upper electrode 15)

하부 전극(13) 및 상부 전극(15)은 압전체 박막(14)에 교류 전계를 가하기 위한 전극이다. 하부 전극(13) 및 상부 전극(15)의 재질로서는, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 백금과 티탄의 적층막(Pt/Ti) 및 금과 크롬의 적층막(Au/Cr) 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서도 산탄성 손실이 적은 몰리브덴을 이용하는 것이 바람직하다.The lower electrode 13 and the upper electrode 15 are electrodes for applying an alternating electric field to the piezoelectric thin film 14. As the material of the lower electrode 13 and the upper electrode 15, molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), a laminated film of platinum and titanium (Pt / Ti) and a laminated film of gold and chrome (Au / Cr) and the like. Among these, it is preferable to use molybdenum with little acid elasticity loss.

또 하부 전극(13) 및 상부 전극(15)의 두께는 50∼200 ㎚의 범위 내인 것이 바람직하다. 하부 전극(13) 및 상부 전극(15)의 두께를 상기 범위 내로 함으로써 손실을 작게 할 수 있다. 하부 전극(13) 및 상부 전극(15)의 형성 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 스퍼터법 또는 증착법 등을 이용할 수 있다.Moreover, it is preferable that the thickness of the lower electrode 13 and the upper electrode 15 exists in the range of 50-200 nm. The loss can be made small by making the thickness of the lower electrode 13 and the upper electrode 15 into the said range. As a formation method of the lower electrode 13 and the upper electrode 15, a conventionally well-known method can be used. For example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used.

(압전체 박막(1))Piezoelectric Thin Film (1)

압전체 박막(1)에 대해서는 실시 형태 1 및 3에서 상세히 서술했기 때문에 본 실시 형태에서는 그 설명을 생략한다. 또한 압전체 박막(1)의 두께는 0.1∼30 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 압전체 박막(1)의 두께를 상기 범위 내로 함으로써 밀착성이 우수한 박막으로 할 수 있다.Since the piezoelectric thin film 1 was explained in full detail in Embodiment 1 and 3, the description is abbreviate | omitted in this embodiment. Moreover, it is preferable that the thickness of the piezoelectric thin film 1 exists in the range of 0.1-30 micrometers. By making the thickness of the piezoelectric thin film 1 into the said range, it can be set as the thin film excellent in adhesiveness.

(부기 사항)(Additional note)

또한 FBAR 필터(10)는 기판(11)과 하부 전극(13) 사이에 바탕막을 구비하고 있어도 된다. 바탕막은 절연막이며, 예를 들면 산화 실리콘(SiO2), 질화 실리콘 및 산화 실리콘과 질화 실리콘의 적층막을 주성분으로 하는 유전체막 등을 이용할 수 있다. 여기에서 본 명세서 등에 있어서의 “주성분”이란, 유전체막에 포함되는 전체 성분 중 50 질량％을 넘는 성분인 것을 의미하고 있다.In addition, the FBAR filter 10 may be provided with a base film between the substrate 11 and the lower electrode 13. The base film is an insulating film, and for example, a dielectric film mainly composed of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride, and a laminated film of silicon oxide and silicon nitride can be used. Here, the "main component" in this specification and the like means that the component is more than 50% by mass of all components contained in the dielectric film.

유전체막은 단층으로 이루어져도 좋고, 또 밀착성을 높이기 위한 층 등을 추가한 다층으로 이루어지는 것이어도 좋다. 바탕막의 두께는 0.05∼2.0 ㎛인 것이 바람직하다.The dielectric film may be made of a single layer or may be made of a multilayer in which a layer or the like for enhancing adhesiveness is added. It is preferable that the thickness of a base film is 0.05-2.0 micrometers.

또한 바탕막은 종래 공지의 방법에 의하여 형성할 수 있다. 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 기판(11) 표면에 있어서의 열 산화법 및 화학 증착법(CVD)에 의하여 형성할 수 있다.In addition, a base film can be formed by a conventionally well-known method. For example, it can form by the thermal oxidation method and the chemical vapor deposition method (CVD) in the surface of the board | substrate 11 which consists of silicon.

[실시 형태 5][Embodiment 5]

본 발명에 따른 압전체 박막을 구비하고 있는 액추에이터 소자의 일실시 형태에 대하여 실시 형태 5로서 이하에 설명한다. 본 발명에 따른 압전체 박막을 구비한 액추에이터 소자의 구체적인 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에서는 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1)을, RF-MEMS 디바이스의 하나인 스위치에 이용한 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는 압전체 박막(1)을 이용한 RF-MEMS 디바이스에 대하여 설명하고 있지만, 물론 압전체 박막(1b)을 이용할 수도 있다. 또 본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 1∼4와 동일한 용어는 동일한 의미로서 이용한다.An embodiment of an actuator element provided with a piezoelectric thin film according to the present invention will be described below as a fifth embodiment. The specific use of the actuator element provided with the piezoelectric thin film according to the present invention is not particularly limited. In the present embodiment, a case where the piezoelectric thin film 1 including the Sc-containing aluminum nitride thin film 3 is used for a switch which is one of the RF-MEMS devices will be described as an example. In addition, although the RF-MEMS device using the piezoelectric thin film 1 is demonstrated in this embodiment, of course, the piezoelectric thin film 1b can also be used. In addition, in this embodiment, the same terms as Embodiments 1 to 4 are used as the same meanings.

(스위치(20))(Switch 20)

본 실시 형태에 따른 스위치(20)(액추에이터 소자)에 대하여 도 10 (a) 및 (b)를 참조해서 이하에 설명한다. 도 10 (a) 및 (b)는 스위치(20)의 개략 단면도를 나타내는 도면이고, (a)는 전압을 인가하지 않고 있는 상태를 나타내는 도면이고, (b)는 전압을 인가한 상태를 나타내는 도면이다.The switch 20 (actuator element) which concerns on this embodiment is demonstrated below with reference to FIG.10 (a) and (b). (A) and (b) are diagrams showing a schematic cross-sectional view of the switch 20, (a) is a diagram showing a state where no voltage is applied, and (b) is a diagram showing a state where a voltage is applied. to be.

스위치(20)는 도 10 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 주로 기판(21), 하부 전극(22) 및 가동부(23)를 구비하고 있다.The switch 20 is mainly provided with the board | substrate 21, the lower electrode 22, and the movable part 23, as shown to FIG. 10 (a) and (b).

(기판(21))(Substrate 21)

기판(21)은 하부 전극(22) 및 가동부(23)를 지지하기 위한 기판이며, 한쪽의 단부에 하부 전극(22)이 설치되어 있고, 하부 전극(22)이 설치되어 있는 측의 단부와 대향하는 측의 단부에서 가동부(23)를 지지하고 있다.The board | substrate 21 is a board | substrate for supporting the lower electrode 22 and the movable part 23, and the lower electrode 22 is provided in one end part, and opposes the edge part of the side in which the lower electrode 22 is provided. The movable part 23 is supported by the edge part of the side to mention.

기판(21)의 재질로서는, 하부 전극(22), 유전체막 및 가동부(23)를 변형하지 않고 지지할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 실리콘(Si) 단결정 또는 Si단결정 등의 기재의 표면에 실리콘, 다이아몬드 및 그 밖의 다결정막을 형성한 것을 이용할 수 있다.The material of the substrate 21 is not particularly limited as long as it can support the lower electrode 22, the dielectric film, and the movable portion 23 without being deformed. For example, a silicon, diamond, or other polycrystalline film formed on the surface of a substrate such as silicon (Si) single crystal or Si single crystal can be used.

(하부 전극(22))(Lower electrode 22)

하부 전극(22)은 스위치(20)가 통전하고 있는, 즉, “ON”상태인 때 하기에 기재하는 상부 전극(28)과 접촉하는 전극이다.The lower electrode 22 is an electrode which contacts the upper electrode 28 described below when the switch 20 is energized, that is, in an "ON" state.

하부 전극(22)의 재질로서는, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 동(Cu), 니켈(Ni), 백금과 티탄의 적층막(Pt/Ti) 및 금과 크롬의 적층막(Au/Cr) 등을 이용할 수 있다.Examples of the material of the lower electrode 22 include molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), a laminated film of platinum and titanium (Pt / Ti), and gold and chromium. Laminated film (Au / Cr) etc. can be used.

하부 전극(22)의 형성 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 스퍼터법 또는 증착법 등을 이용할 수 있다.As the formation method of the lower electrode 22, a conventionally well-known method can be used. For example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used.

(가동부(23)의 구성)(Configuration of the movable part 23)

가동부(23)는 도 10 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 압전체 박막(1), 제 1가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26), 제 3 가동용 전극(27) 및 상부 전극(28)을 구비하고 있다. 각 부재에 대하여 이하에 설명한다. 또한 압전체 박막(1)에 대해서는 실시 형태 1 및 2에서 상세히 서술하고 있기 때문에 본 실시 형태에서는 그 설명을 생략한다.As shown in FIGS. 10A and 10B, the movable portion 23 includes the piezoelectric thin film 1, the first movable electrode 25, the second movable electrode 26, and the third movable electrode 27. ) And an upper electrode 28. Each member is demonstrated below. In addition, since the piezoelectric thin film 1 is explained in full detail in Embodiment 1 and 2, the description is abbreviate | omitted in this embodiment.

(제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27))(1st movable electrode 25, 2nd movable electrode 26, and 3rd movable electrode 27)

제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27)은 압전체 박막(1)을 구동시키는 전압을 인가할 때에 이용하는 전극이며, 제 1 가동용 전극(25)과 제 2 가동용 전극(26)의 사이 및 제 2 가동용 전극(26)과 제 3 가동용 전극(27) 사이에 압전체 박막(1)을 구비하고 있다.The first movable electrode 25, the second movable electrode 26 and the third movable electrode 27 are electrodes used when applying a voltage for driving the piezoelectric thin film 1, and the first movable electrode ( A piezoelectric thin film 1 is provided between the 25 and the second movable electrode 26 and between the second movable electrode 26 and the third movable electrode 27.

제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27)의 재질로서는, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 동(Cu), 니켈(Ni), 백금과 티탄의 적층막(Pt/Ti) 및 금과 크롬의 적층막(Au/Cr) 등을 이용할 수 있다.As a material of the 1st movable electrode 25, the 2nd movable electrode 26, and the 3rd movable electrode 27, molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), Nickel (Ni), a laminated film of platinum and titanium (Pt / Ti), a laminated film of gold and chromium (Au / Cr), and the like can be used.

제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27)의 형성 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 스퍼터법 또는 증착법 등을 이용할 수 있다.As a formation method of the 1st movable electrode 25, the 2nd movable electrode 26, and the 3rd movable electrode 27, a conventionally well-known method can be used. For example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used.

(상부 전극(28))(Upper electrode 28)

상부 전극(28)은 가동부(23)의 기판(21)에 지지되어 있는 측의 단부에 대향 하는 측의 단부에 설치되어 있고, 가동부(23)가 가동했을 때에 하부 전극(22)과 접하는 전극이다.The upper electrode 28 is provided at the edge part of the side opposite to the edge part of the side supported by the board | substrate 21 of the movable part 23, and is an electrode which contacts the lower electrode 22 when the movable part 23 moves. .

상부 전극(28)의 재질로서는, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 동(Cu), 니켈(Ni), 백금과 티탄의 적층막(Pt/Ti) 및 금과 크롬의 적층막(Au/Cr) 등을 이용할 수 있다.Examples of the material of the upper electrode 28 include molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), a laminated film of platinum and titanium (Pt / Ti), and gold and chromium. Laminated film (Au / Cr) etc. can be used.

상부 전극(28)의 형성 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 스퍼터법 또는 증착법 등을 이용할 수 있다.As the formation method of the upper electrode 28, a conventionally well-known method can be used. For example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used.

(스위치(20)의 동작)(Operation of the switch 20)

스위치(20)는 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27)에 전압을 인가함으로써, 스위치(20)가 통전하고 있지 않은 상태로부터 통전하고 있는 상태로 변화된다. 즉, 스위치(20)의 상태가 “OFF”로부터 “ON”으로 변화된다.As shown in FIG. 10 (b), the switch 20 applies a voltage to the first movable electrode 25, the second movable electrode 26, and the third movable electrode 27 to thereby switch 20. ) Changes from a state of not energizing to a state of energizing. That is, the state of the switch 20 changes from "OFF" to "ON".

보다 구체적으로는, 제 1 가동용 전극(25), 제 2 가동용 전극(26) 및 제 3 가동용 전극(27)에 전압을 인가함으로써 압전체 박막(1)이 예를 들면 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 신축하고, 가동부(23)가 기판(21)측으로 구동된다. 이에 따라 하부 전극(22)과 상부 전극(28)이 접촉한다. 이에 따라 스위치(20)가 “OFF”로부터 “ON”으로 변화된다.More specifically, by applying a voltage to the first movable electrode 25, the second movable electrode 26, and the third movable electrode 27, the piezoelectric thin film 1 is, for example, FIG. 10 (b). It expands and contracts as shown to and the movable part 23 is driven to the board | substrate 21 side. As a result, the lower electrode 22 and the upper electrode 28 contact each other. As a result, the switch 20 changes from "OFF" to "ON".

[실시 형태 6]Embodiment 6

본 발명에 따른 압전체 박막을 구비하고 있는 물리 센서의 일실시 형태에 대하여 실시 형태 6으로서 이하에 설명한다. 본 발명에 따른 압전체 박막을 구비한 물리 센서의 구체적인 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에서는 Sc함유 질화 알루미늄 박막(3)을 구비하고 있는 압전체 박막(1)을 압력센서에 이용한 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는 압전체 박막(1)을 이용한 RF-MEMS 디바이스에 대하여 설명하고 있지만, 물론 압전체 박막(1b)을 이용할 수도 있다. 또 본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 1∼5와 동일한 용어는 동일한 의미로서 이용한다.An embodiment of a physical sensor provided with a piezoelectric thin film according to the present invention will be described below as a sixth embodiment. The specific use of the physical sensor with a piezoelectric thin film according to the present invention is not particularly limited. In this embodiment, the case where the piezoelectric thin film 1 provided with the Sc containing aluminum nitride thin film 3 is used for a pressure sensor is demonstrated as an example. In addition, although the RF-MEMS device using the piezoelectric thin film 1 is demonstrated in this embodiment, of course, the piezoelectric thin film 1b can also be used. In addition, in this embodiment, the same terms as Embodiments 1 to 5 are used as the same meanings.

(압력 센서(30))(Pressure sensor 30)

본 실시 형태에 따른 압력 센서(30)(물리 센서)에 대하여 도 11 (a) 및 (b) 를 참조해서 이하에 설명한다. 도 11 (a) 및 (b)는 압력 센서(30)의 개략도를 나타내는 도면이고, (a)는 상부 전극과 하부 전극 사이에 압전체 박막을 구비하고 있는 경우를 나타내는 도면이고, (b)는 압전체 박막과 하부 전극 사이에 지지부를 구비하고 있는 경우를 나타내는 도면이다.The pressure sensor 30 (physical sensor) which concerns on this embodiment is demonstrated below with reference to FIG. 11 (a) and (b). (A) and (b) are diagrams showing a schematic diagram of the pressure sensor 30, (a) is a diagram showing a case where a piezoelectric thin film is provided between an upper electrode and a lower electrode, and (b) is a piezoelectric body. It is a figure which shows the case where a support part is provided between a thin film and a lower electrode.

본 실시 형태에 따른 압력 센서(30)는 도 11 (a)에 나타내는 바와 같이, 주로 상부 전극(31), 압전체 박막(1) 및 하부 전극(33)을 구비하고 있다. 각 부재에 대하여 이하에 설명한다. 또한 압전체 박막(1)에 대해서는 실시 형태 1 및 3에서 설명했기 때문에 본 실시 형태에서는 그 설명을 생략한다.The pressure sensor 30 which concerns on this embodiment is mainly equipped with the upper electrode 31, the piezoelectric thin film 1, and the lower electrode 33, as shown to FIG. 11 (a). Each member is demonstrated below. In addition, since the piezoelectric thin film 1 was demonstrated in Embodiment 1 and 3, the description is abbreviate | omitted in this embodiment.

(상부 전극(31) 및 하부 전극(33))(Upper electrode 31 and lower electrode 33)

상부 전극(31) 및 하부 전극(33)은 압력 센서(30)에 있어서의 전극으로서 작용하는 것이다. 도 11 (a)에 나타내는 바와 같이, 상부 전극(31) 및 하부 전극(33)은 압전체 박막(1)을 끼우도록 형성되어 있다.The upper electrode 31 and the lower electrode 33 serve as electrodes in the pressure sensor 30. As shown in FIG. 11A, the upper electrode 31 and the lower electrode 33 are formed to sandwich the piezoelectric thin film 1.

또한 상부 전극(31) 및 하부 전극(33)의 어느 쪽을 음극으로 하는지 또는 양극으로 하는지는 특별히 한정되는 것은 아니고, 적절히 설정할 수 있다.In addition, which one of the upper electrode 31 and the lower electrode 33 is a cathode or an anode is not specifically limited, It can set suitably.

상부 전극(31) 및 하부 전극(33)의 재질로서는, 압전체 박막(1)에서 발생한 전하를 잃지 않고 꺼낼 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 동(Cu), 니켈(Ni), 백금과 티탄의 적층막(Pt/Ti) 및 금과 크롬의 적층막(Au/Cr) 등을 이용할 수 있다.The material of the upper electrode 31 and the lower electrode 33 is not particularly limited as long as the material can be taken out without losing the charge generated in the piezoelectric thin film 1. For example, molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), a lamination film of platinum and titanium (Pt / Ti) and a lamination film of gold and chromium (Au / Cr ) And the like can be used.

또 상부 전극(31) 및 하부 전극(33)의 형성 방법으로서는, 종래 공지의 방법 을 이용할 수 있다. 예를 들면 스퍼터법 또는 증착법 등을 이용할 수 있다.Moreover, as a formation method of the upper electrode 31 and the lower electrode 33, a conventionally well-known method can be used. For example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used.

(압력센서(30)의 동작)(Operation of the pressure sensor 30)

도 11 (a)에 나타내는 바와 같이, 압력 센서(30)에 힘(F)을 가하면 압전체 박막(1)은 인가된 압력에 따른 전하를 발생시킨다. 발생된 전하는 상부 전극(31) 및 하부 전극(33)에 의하여 꺼내어져서 콘덴서(커패시터)에 보내어진다. 즉, 압력 센서(30)는 콘덴서에서 꺼내어진 전하만큼의 전위를 측정할 수 있기 때문에 측정한 전위로부터 인가된 압력(F)의 크기를 측정할 수 있다.As shown in Fig. 11A, when the force F is applied to the pressure sensor 30, the piezoelectric thin film 1 generates electric charges according to the applied pressure. The generated charge is taken out by the upper electrode 31 and the lower electrode 33 and sent to the capacitor (capacitor). That is, since the pressure sensor 30 can measure the electric potential as much as the electric charge taken out from the condenser, it can measure the magnitude of the pressure F applied from the measured electric potential.

(압력 센서(30)의 변형예)(Modified example of the pressure sensor 30)

압력 센서(30)는 도 11 (b)에 나타내는 바와 같이, 압전체 박막(1)과 하부 전극(33) 사이에 지지부(34)를 구비하고 있어도 된다.The pressure sensor 30 may be provided with the support part 34 between the piezoelectric thin film 1 and the lower electrode 33, as shown to FIG. 11 (b).

지지부(34)는 모노모프로서 이용되는 것이며, 그 재질은 금속, 고분자, 또는 세라믹스 등이다. 지지부(34)를 구비하고 있는 것에 의하여 압전 센서(30)는 증감 효과를 발휘할 수 있다.The support part 34 is used as a monomorph, and the material is a metal, a polymer, or ceramics. By providing the support part 34, the piezoelectric sensor 30 can exhibit a sensitization effect.

또한 본 실시 형태에 있어서는, 물리 센서의 일례로서 압력 센서를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 자이로 센서 및 가속 센서이어도 좋다.In addition, in this embodiment, although the pressure sensor was demonstrated as an example of a physical sensor, it was not limited to this, For example, a gyro sensor and an acceleration sensor may be sufficient.

본 발명은 상기한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지 변경이 가능하며, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단 을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the other embodiments are also included in the technical scope of the present invention. do.

이하, 실시예를 나타내어 본 발명의 형태에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 물론 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 세부사항에 대해서는 여러 가지 형태가 가능하다.Hereinafter, an Example is shown and the form of this invention is demonstrated in detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and various forms of details are possible.

[실시예][Example]

[실시예 1]Example 1

(스칸듐을 첨가한 질화 알루미늄 박막의 제작 방법)(Production method of aluminum nitride thin film to which scandium is added)

실리콘 기판에 대하여 질소 분위기 하에서 알루미늄 및 스칸듐을 스퍼터링 하고, 실리콘 기판 상에 Sc함유 질화 알루미늄 박막을 제작했다. 스퍼터링의 조건은 알루미늄 타겟 전력 밀도 7.9 W/㎠, 스칸듐 타겟 전력 밀도 0∼10 W/㎠, 기판 온도 580 ℃, 질소 가스 농도 40 % 및 스퍼터링 시간 4시간이다. 또한 타겟 전력 밀도 (0 W)란, 질화 알루미늄 박막에 스칸듐을 첨가하고 있지 않은 것을 나타내고 있다.Aluminum and scandium were sputtered with respect to a silicon substrate in nitrogen atmosphere, and the Sc containing aluminum nitride thin film was produced on the silicon substrate. The conditions for sputtering are aluminum target power density of 7.9 W / cm 2, scandium target power density of 0 to 10 W / cm 2, substrate temperature of 580 ° C., nitrogen gas concentration of 40%, and sputtering time of 4 hours. In addition, target power density (0 W) shows that scandium is not added to the aluminum nitride thin film.

(압전 응답성 측정 방법）(Method of Measuring Piezoelectric Response)

Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 피에조미터를 이용하고, 가중 0.25 N, 주파수 110 ㎐에 의하여 측정했다.The piezoelectric responsiveness of the Sc containing aluminum nitride thin film was measured by the weight of 0.25 N and the frequency of 110 Hz using a piezometer.

[비교예 1]Comparative Example 1

스칸듐 대신에 마그네슘(Mg)을 이용하여 타겟 전력 밀도를 0∼2 W/㎠로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 질화 알루미늄 박막을 제작하고, 압전 응답성을 측정했다.An aluminum nitride thin film was produced in the same manner as in Example 1 except that the target power density was set to 0 to 2 W / cm 2 using magnesium (Mg) instead of scandium, and the piezoelectric responsiveness was measured.

[비교예 2]Comparative Example 2

스칸듐 대신에 붕소(B)를 이용하여 타겟 전력 밀도를 0∼7.6 W/㎠로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 질화 알루미늄 박막을 제작하고, 압전 응답성을 측정했다.An aluminum nitride thin film was produced in the same manner as in Example 1 except that the target power density was set to 0 to 7.6 W / cm 2 using boron (B) instead of scandium, and the piezoelectric responsiveness was measured.

[비교예 3]Comparative Example 3

스칸듐 대신에 규소(Si)를 이용하여 타겟 전력 밀도를 0∼1.5 W/㎠로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 질화 알루미늄 박막을 제작하고, 압전 응답성을 측정했다.An aluminum nitride thin film was produced in the same manner as in Example 1 except that the target power density was set to 0 to 1.5 W / cm 2 using silicon (Si) instead of scandium, and the piezoelectric responsiveness was measured.

[비교예 4][Comparative Example 4]

스칸듐 대신에 티탄(Ti)을 이용하여 타겟 전력 밀도를 0∼1.8W로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 질화 알루미늄 박막을 제작하고, 압전 응답성을 측정했다.An aluminum nitride thin film was produced in the same manner as in Example 1 except that the target power density was set to 0 to 1.8 W using titanium (Ti) instead of scandium, and the piezoelectric responsiveness was measured.

[비교예 5][Comparative Example 5]

스칸듐 대신에 크롬(Cr)을 이용하여 타겟 전력 밀도를 0∼0.8 W/㎠로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 질화 알루미늄 박막을 제작하고, 압전 응답성을 측정했다.An aluminum nitride thin film was produced in the same manner as in Example 1 except that the target power density was set to 0 to 0.8 W / cm 2 using chromium (Cr) instead of scandium, and the piezoelectric responsiveness was measured.

[실시예 1 및 비교예 1∼5의 측정 결과][Measurement Result of Example 1 and Comparative Examples 1 to 5]

실시예 1에 있어서의 측정 결과는 상기에서 설명했기 때문에 여기에서는 그 설명을 생략한다. 비교예 1∼5에 있어서의 측정 결과를 도 12 (a)∼(e)에 나타낸다. 도 12 (a)∼(e)는 타겟 전력 밀도와 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이며, (a)는 마그네슘을 첨가한 경우이고, (b)는 붕소를 첨가한 경우이며, (c)는 규소를 첨가한 경우이고, (d)는 티탄을 첨가한 경우이며, (e)는 크롬을 첨가한 경우이다.Since the measurement result in Example 1 was demonstrated above, the description is abbreviate | omitted here. The measurement result in Comparative Examples 1-5 is shown to FIG. 12 (a)-(e). 12A to 12E are diagrams showing the relationship between target power density and piezoelectric responsiveness, (a) is the case where magnesium is added, (b) is the case where boron is added, and (c) is silicon. Is the case where (d) is added, and (e) is the case where chromium is added.

도 12 (a)∼(e)에 나타내는 바와 같이, 스칸듐 이외의 원소를 첨가해도 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성은 감소하기만 하고 향상되지 않는 것이 도시되어 있다. 또한 도 6에 나타내는 바와 같이, 전력 밀도가 6.5∼8.5 W/㎠의 범위 내, 즉, 스칸듐의 함유율이 35∼40 원자％의 범위 내인 경우에는 스칸듐을 함유하고 있지 않은 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성보다도 압전 응답성이 저하되어 버리는 것이 도시되어 있다.As shown in Figs. 12A to 12E, the piezoelectric responsiveness of the aluminum nitride thin film is reduced but not improved even when an element other than scandium is added. 6, piezoelectric responsiveness of the aluminum nitride thin film which does not contain scandium when a power density is in the range of 6.5-8.5 W / cm <2>, ie, the content rate of scandium is in the range of 35-40 atomic%. It is shown that piezoelectric responsiveness is lowered.

[실시예 2][Example 2]

스칸듐의 함유량(이하, Sc함유량이라고도 한다)을 25 원자％로 한 Sc함유 질화 알루미늄 박막에 있어서의 표면 거칠기를 측정했다.The surface roughness in the Sc containing aluminum nitride thin film which made scandium content (henceforth Sc content) 25 atomic% was measured.

표면 거칠기의 측정 방법은 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 측정했다. 또한 본 명세서 등에 있어서의 “표면 거칠기”란, 산술 평균 거칠기(Ra)를 의미하고 있다.The measuring method of surface roughness was measured using atomic force microscope (AFM). In addition, the "surface roughness" in this specification etc. mean arithmetic mean roughness Ra.

[비교예 6][Comparative Example 6]

Sc를 함유하지 않은 질화 알루미늄 박막(Sc함유량이 0 원자％인 질화 알루미늄 박막)을 이용한 것 외에는 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 표면 거칠기를 측정했다.The surface roughness was measured by the same method as Example 2 except for using the aluminum nitride thin film (the aluminum nitride thin film whose Sc content is 0 atomic%) which does not contain Sc.

[비교예 7]Comparative Example 7

Sc함유량을 38 원자％로 한 것 외에는 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 표면 거칠기를 측정했다.The surface roughness was measured by the same method as Example 2 except that Sc content was 38 atomic%.

[비교예 8]Comparative Example 8

Sc함유량을 42 원자％로 한 것 외에는 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 표면 거칠기를 측정했다.The surface roughness was measured by the same method as Example 2 except that Sc content was 42 atomic%.

[표면 거칠기의 측정 결과][Measurement Result of Surface Roughness]

실시예 2 및 비교예 6∼8에 있어서의 표면 거칠기의 결과를 도 13 (a)∼(d)에 나타낸다. 도 13 (a)∼(d)는 실시예 2 및 비교예 6∼8에 있어서의 표면 거칠기를 원자간력 현미경을 이용하여 관찰한 도면이고, (a)는 Sc함유량을 25 원자％로 한 경우이고, (b)는 Sc함유량을 0 원자％로 한 경우이고, (c)는 Sc함유량을 38 원자％로 한 경우이고, (d)는 Sc함유량을 42 원자％로 한 경우이다.The result of the surface roughness in Example 2 and Comparative Examples 6-8 is shown to FIG. 13 (a)-(d). (A)-(d) are the figures which observed the surface roughness in Example 2 and Comparative Examples 6-8 using atomic force microscope, (a) is a case where Sc content is 25 atomic% (B) is a case where Sc content is 0 atomic%, (c) is a case where Sc content is 38 atomic%, and (d) is a case where Sc content is 42 atomic%.

Sc함유량을 25 원자％로 한 경우, 즉, 도 13 (a)에서는 표면 거칠기(Ra)는 0.6 ㎚이었다. 그에 대하여 Sc함유량을 0 원자％로 한 경우, 즉, 도 13 (b)에서는 표면 거칠기(Ra)는 0.9 ㎚ 정도이었다. 이에 따라 Sc의 첨가량을 0.5 원자％∼35 원자％로 함으로써 표면 거칠기를 감소시킬 수 있는 것이 도시되어 있다.When Sc content was made into 25 atomic%, ie, in FIG. 13 (a), surface roughness Ra was 0.6 nm. On the other hand, when Sc content was made into 0 atomic%, ie, in FIG. 13 (b), surface roughness Ra was about 0.9 nm. This shows that the surface roughness can be reduced by setting the amount of Sc added to 0.5 atomic% to 35 atomic%.

Sc함유량을 38 원자％로 한 경우 및 42 원자％로 한 경우, 즉, 도 13 (c) 및 (d)에 나타내는 경우의 표면 거칠기(Ra)는 3.5 ㎚ 및 3.0 ㎚이며, 표면 거칠기는 Sc함유량을 25 원자％로 한 경우에 비하여 약 5 배 이상 증가하는 것이 도시되어 있다.The surface roughness (Ra) in the case where the Sc content is 38 atomic percent and the 42 atomic percent, that is, the case shown in Figs. 13 (c) and (d) is 3.5 nm and 3.0 nm, and the surface roughness is Sc content It is shown to increase about 5 times or more compared to the case where 25 atomic%.

발명의 상세한 설명의 항목에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것으로서, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의적으로 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 여러 가지로 변경해서 실시할 수 있는 것이다.Specific embodiments or examples made in the items of the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the last, and should not be interpreted in a narrow sense only to such specific embodiments. It can change and implement in various ways within the scope of the patent claim described.

도 1은 스칸듐의 함유율과 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the content rate of scandium and the piezoelectric responsiveness of Sc containing aluminum nitride thin film.

도 2는 실시 형태 1에 따른 압전체 박막의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric thin film according to the first embodiment.

도 3은 실시 형태 2에 따른 압전체 박막의 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric thin film according to the second embodiment.

도 4는 중간층을 설치한 경우에 있어서의 스칸듐의 함유율과 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the scandium content and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film in the case where an intermediate layer is provided.

도 5는 본 발명에 따른 압전체 박막의 구체적인 예를 나타내는 도면이고, (a)는 중간층을 설치하지 않는 경우이고, (b)는 중간층으로서 Sc0 .40Al0 .60N층을 설치한 경우이고, (c)는 중간층으로서 Sc0 .42Al0 .58N층을 설치한 경우이고, (d)는 Sc함유 질화 알루미늄 박막으로서 Sc0 .50Al0 .50N을 이용한 경우에 중간층으로서 Sc0 .42Al0 .58N층을 설치한 경우이고, (e)는 중간층이 복수층으로 이루어지는 경우이다.Figure 5 is a view showing a specific example of the piezoelectric thin film according to the present invention, (a) is a case that does not place an intermediate layer, (b) is a case of installing .60 N layer Sc 0 .40 Al 0 as an intermediate layer , (c) is a case of installing the Sc 0 .42 Al 0 .58 N layer as the intermediate layer, (d) is Sc as an intermediate layer in the case of using the Sc-containing nitride as a thin aluminum film Sc 0 .50 Al 0 .50 N 0 and when installing the Al .42 0 .58 N layer, (e) refers to a case where the intermediate layer is formed of a plurality of layers.

도 6은 스칸듐의 타겟 전력 밀도와, 스칸듐의 함유율과, Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the target power density of scandium, the content of scandium and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film.

도 7은 기판 온도와 Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.7 is a graph showing the relationship between the substrate temperature and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film.

도 8은 중간층을 구비한 압전체 박막에 있어서의 스칸듐의 타겟 전력 밀도와, 스칸듐의 함유율과, Sc함유 질화 알루미늄 박막의 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이다.Fig. 8 is a graph showing the relationship between the target power density of scandium, the content of scandium, and the piezoelectric responsiveness of the Sc-containing aluminum nitride thin film in the piezoelectric thin film having an intermediate layer.

도 9는 실시 형태 4에 따른 FBAR 필터의 개략 단면도를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a schematic cross-sectional view of an FBAR filter according to the fourth embodiment.

도 10은 실시 형태 5에 따른 스위치의 개략 단면도를 나타내는 도면이고, (a)는 전압을 인가하고 있지 않은 상태이고, (b)는 전압을 인가한 상태이다.10 is a diagram showing a schematic cross-sectional view of a switch according to the fifth embodiment, (a) is a state where no voltage is applied, and (b) is a state where a voltage is applied.

도 11은 실시 형태 6에 따른 압력 센서의 개략 단면도를 나타내는 도면이고, (a)는 상부 전극과 하부 전극 사이에 압전체 박막을 구비하고 있는 경우이고, (b)는 압전체 박막과 하부 전극 사이에 지지부를 더 구비하고 있는 경우이다.FIG. 11 is a schematic sectional view of a pressure sensor according to Embodiment 6, (a) is a case where a piezoelectric thin film is provided between an upper electrode and a lower electrode, and (b) is a support portion between the piezoelectric thin film and the lower electrode. In the case of further equipped.

도 12는 타겟 전력 밀도와 압전 응답성의 관계를 나타내는 도면이고, (a)는 질화 알루미늄 박막에 마그네슘을 첨가한 경우이고, (b)는 붕소를 첨가한 경우이고, (c)는 규소를 첨가한 경우이고, (d)는 티탄을 첨가한 경우이며, (e)는 크롬을 첨가한 경우이다.12 is a diagram showing the relationship between target power density and piezoelectric responsiveness, (a) is the case where magnesium is added to the aluminum nitride thin film, (b) is the case where boron is added, and (c) is the case where silicon is added (D) is a case where titanium is added, and (e) is a case where chromium is added.

도 13은 Sc함유 질화 알루미늄 박막 또는 질화 알루미늄 박막의 표면 형상을 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 관측한 도면이고, (a)는 Sc함유량을 25 원자％로 한 경우이고, (b)는 Sc함유량을 0 원자％로 한 경우이고, (c)는 Sc함유량을 38 원자％로 한 경우이고, (d)는 Sc함유량을 42 원자％로 한 경우이다.FIG. 13 is a view of the surface shape of the Sc-containing aluminum nitride thin film or the aluminum nitride thin film using an atomic force microscope (AFM), (a) is a case where Sc content is 25 atomic%, and (b) is It is a case where Sc content is made into 0 atomic%, (c) is a case where Sc content is made into 38 atomic%, and (d) is a case where Sc content is made into 42 atomic%.

Claims (21)

스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있고, 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼47 원자%의 범위 내인When the aluminum nitride thin film containing scandium is provided and the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of aluminum in the said aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content rate of the said scandium is 0.5-35 atomic% or In the range of 40 to 47 atomic% 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막으로 이루어지고, 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼47 원자％의 범위 내인When the total amount of the number of atoms of the scandium and the number of atoms of aluminum in the aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content rate of the scandium is 0.5 to 35 atomic% or 40 It is in the range of -47 atomic% 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스칸듐의 함유율은 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자%로 했을 때, 0.5∼35 원자％ 또는 40∼45 원자％의 범위 내인The content rate of the said scandium exists in the range of 0.5-35 atomic% or 40-45 atomic% when the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the said aluminum is 100 atomic%. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하고 있고, 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼50 원자%의 범위 내이고,When the aluminum nitride thin film containing scandium is provided and the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of aluminum in the said aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content rate of the said scandium is 0.5-50 atomic% In range, 상기 질화 알루미늄 박막은 기판 상에 설치되어 있고, 상기 질화 알루미늄 박막과 상기 기판 사이에는 적어도 1층의 중간층이 설치되어 있는The aluminum nitride thin film is provided on a substrate, and at least one intermediate layer is provided between the aluminum nitride thin film and the substrate. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄 박막에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 15∼45 원자％의 범위 내인When the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of aluminum in the said aluminum nitride thin film is 100 atomic%, the content rate of the said scandium exists in the range of 15-45 atomic%. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 스칸듐의 함유율은 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 10∼35 원자％의 범위 내인The content rate of the said scandium exists in the range of 10-35 atomic%, when the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the said aluminum is 100 atomic%. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 스칸듐의 함유율은 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때 40∼45 원자％의 범위 내인The content rate of the said scandium exists in the range of 40-45 atomic% when the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the said aluminum is 100 atomic%. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 중간층은 질화 티탄 또는 스칸듐의 함유율이 다른 질화 알루미늄 박막인The intermediate layer is an aluminum nitride thin film having a different content of titanium nitride or scandium. 압전체 박막.Piezoelectric thin film. 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄을 구비하고 있고, 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼47 원자％의 범위 내인When aluminum nitride containing scandium is provided and the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the aluminum in the said aluminum nitride is 100 atomic%, the content rate of the said scandium is 0.5-35 atomic% or 40-40. In the range of 47 atomic% 압전체.Piezoelectric. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 스칸듐을 함유하는 질화 알루미늄으로 이루어지고, 상기 스칸듐의 원자수와 상기 질화 알루미늄에 있어서의 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자％로 했을 때, 상기 스칸듐의 함유율이 0.5∼35 원자％ 또는 40∼47 원자％의 범위 내인It consists of aluminum nitride containing scandium, and when the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the aluminum in the said aluminum nitride is 100 atomic%, the content rate of the said scandium is 0.5-35 atomic% or 40-47 In the range of atomic% 압전체.Piezoelectric. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,11. The method according to claim 9 or 10, 상기 스칸듐의 함유율은 상기 스칸듐의 원자수와 상기 알루미늄의 원자수의 총량을 100 원자%로 했을 때, 0.5∼35 원자％ 또는 40∼45 원자％의 범위 내인The content rate of the said scandium exists in the range of 0.5-35 atomic% or 40-45 atomic% when the total amount of the atomic number of the said scandium and the atomic number of the said aluminum is 100 atomic%. 압전체.Piezoelectric. 기판 상에 희토류 원소를 함유하는 질화 알루미늄 박막을 구비하는 압전체 박막의 제조 방법으로서,A method for producing a piezoelectric thin film comprising an aluminum nitride thin film containing a rare earth element on a substrate, 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기 하에서 알루미늄과 스칸듐을 동시에 스퍼터링하는 스퍼터링 공정을 포함하고, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼10 W/㎠의 범위 내이며, 상기 전력 밀도는 스퍼터링 전력을 타겟 면적으로 나눈 값인And a sputtering step of simultaneously sputtering aluminum and scandium under an atmosphere containing at least nitrogen gas, wherein the power density of the scandium in the sputtering step is in the range of 0.05 to 10 W / cm 2, and the power density is a sputtering power. Divided by the target area 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 압전체 박막이 상기 질화 알루미늄 박막으로 이루어지는 것으로서, 상기 기판에 알루미늄과 스칸듐을 동시에 스퍼터링하는 스퍼터링 공정을 포함하고, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼6.5 W/㎠ 또는 8.5∼10 W/㎠의 범위 내인The piezoelectric thin film comprising the aluminum nitride thin film, the sputtering process of sputtering aluminum and scandium at the same time on the substrate, wherein the power density of the scandium in the sputtering process is 0.05 to 6.5 W / cm 2 or 8.5 to 10 Within the range of W / ㎠ 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 스퍼터링 공정 전에, 상기 기판 상에 중간층을 형성하는 중간층 형성 공정을 더 포함하고, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 스칸듐의 전력 밀도가 0.05∼10 W/㎠의 범위 내인An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the substrate before the sputtering step is further included, wherein the power density of the scandium in the sputtering step is in the range of 0.05 to 10 W / cm 2. 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 전력 밀도가 2∼6.5 W/㎠의 범위 내인The said power density in the said sputtering process exists in the range of 2-6.5 W / cm <2>. 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 전력 밀도가 9.5∼10 W/㎠의 범위 내인The said power density in the said sputtering process exists in the range of 9.5-10 W / cm <2>. 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 스퍼터링 공정에 있어서의 상기 기판의 온도가 20∼600℃의 범위 내인The temperature of the said board | substrate in the said sputtering process exists in the range of 20-600 degreeC 압전체 박막의 제조 방법.Method for producing a piezoelectric thin film. 제 1 항에 기재된 압전체 박막을 구비하고 있는 압전체 박막 공진자.A piezoelectric thin film resonator comprising the piezoelectric thin film according to claim 1. 제 18 항에 기재된 압전체 박막 공진자를 구비하고 있는 필터.The filter provided with the piezoelectric thin-film resonator of Claim 18. 제 1 항에 기재된 압전체 박막을 구비하고 있는 액추에이터 소자.An actuator element comprising the piezoelectric thin film according to claim 1. 제 1 항에 기재된 압전체 박막을 구비하고 있는 물리 센서.The physical sensor provided with the piezoelectric thin film of Claim 1.
KR20080050510A 2007-05-31 2008-05-29 Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film KR101024683B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007144851 2007-05-31
JPJP-P-2007-00144851 2007-05-31
JP2008098480A JP5190841B2 (en) 2007-05-31 2008-04-04 Piezoelectric thin film, piezoelectric body and manufacturing method thereof, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using the piezoelectric thin film
JPJP-P-2008-00098480 2008-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080106072A KR20080106072A (en) 2008-12-04
KR101024683B1 true KR101024683B1 (en) 2011-03-25

Family

ID=40188665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20080050510A KR101024683B1 (en) 2007-05-31 2008-05-29 Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5190841B2 (en)
KR (1) KR101024683B1 (en)
CN (1) CN101325240B (en)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5598948B2 (en) * 2009-07-01 2014-10-01 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for manufacturing piezoelectric thin film and piezoelectric thin film manufactured by the manufacturing method
WO2011010247A2 (en) 2009-07-24 2011-01-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Controllable lighting system
JP5888689B2 (en) 2010-07-01 2016-03-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Method for producing scandium aluminum nitride film
JP5643056B2 (en) * 2010-11-01 2014-12-17 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
US9590165B2 (en) * 2011-03-29 2017-03-07 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator comprising aluminum scandium nitride and temperature compensation feature
JP2012253497A (en) 2011-06-01 2012-12-20 Taiyo Yuden Co Ltd Electronic circuit and electronic module
JP5815329B2 (en) 2011-08-22 2015-11-17 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
WO2013065488A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 株式会社村田製作所 Film bulk acoustic resonator, filter device, and duplexer
JP5817673B2 (en) 2011-11-18 2015-11-18 株式会社村田製作所 Piezoelectric thin film resonator and method for manufacturing piezoelectric thin film
JP5982793B2 (en) * 2011-11-28 2016-08-31 株式会社村田製作所 Acoustic element
WO2013080904A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 株式会社村田製作所 Organism measuring device
JP5918522B2 (en) * 2011-12-12 2016-05-18 太陽誘電株式会社 Filters and duplexers
JP5843198B2 (en) * 2012-01-23 2016-01-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Piezoelectric element, manufacturing method thereof, and piezoelectric sensor
WO2013125371A1 (en) 2012-02-20 2013-08-29 株式会社村田製作所 Production method for piezoelectric bulk-acoustic wave element, and piezoelectric bulk-acoustic wave element
JP5904591B2 (en) 2012-03-15 2016-04-13 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
WO2013172251A1 (en) 2012-05-17 2013-11-21 株式会社村田製作所 Surface acoustic wave apparatus
JP5994850B2 (en) 2012-05-22 2016-09-21 株式会社村田製作所 Bulk wave resonator
JP5957376B2 (en) * 2012-12-18 2016-07-27 太陽誘電株式会社 Piezoelectric thin film resonator
EP2936680B1 (en) * 2012-12-21 2020-11-04 SnapTrack, Inc. Mems component comprising aln and sc and method for manufacturing a mems component
WO2014094883A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Epcos Ag Baw component and method for manufacturing a baw component
WO2014094884A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Epcos Ag Baw component, lamination for a baw component, and method for manufacturing a baw component, said baw component comprising two stacked piezoelectric materials that differ
JP6164405B2 (en) * 2013-03-28 2017-07-19 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric element module, ultrasonic transducer, ultrasonic device, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and method of manufacturing piezoelectric element module
JP5966199B2 (en) * 2013-05-31 2016-08-10 株式会社デンソー Piezoelectric thin film and manufacturing method thereof
JP6205937B2 (en) * 2013-07-22 2017-10-04 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric film manufacturing method, vibrator manufacturing method, vibrator element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving body
CN105659495B (en) * 2013-08-21 2018-06-19 株式会社村田制作所 Piezo-electric resonator and its manufacturing method
EP3076448A4 (en) * 2013-11-29 2017-07-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric thin film, manufacturing method therefor, and piezoelectric element
US20150162523A1 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric device
WO2015118758A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 国立大学法人東北大学 Sensor network system and traffic monitoring system using same
DE102014103229B3 (en) * 2014-03-11 2015-07-23 Epcos Ag BAW resonator with temperature compensation
JP6349979B2 (en) * 2014-06-05 2018-07-04 株式会社デンソー Surface acoustic wave sensor
DE102014111993B4 (en) * 2014-08-21 2017-12-21 Snaptrack, Inc. Microacoustic device with improved temperature compensation
JP2016058960A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 株式会社デンソー Elastic surface-wave device
CN105483615B (en) * 2014-09-18 2018-10-16 清华大学 Magnetic aluminum nitride thin membrane material with zincblende lattce structure and the preparation method and application thereof
JP6432299B2 (en) * 2014-11-17 2018-12-05 株式会社デンソー Surface acoustic wave device
WO2016111280A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 株式会社村田製作所 Piezoelectric thin film and piezoelectric transducer
JP6558029B2 (en) * 2015-04-01 2019-08-14 株式会社デンソー Surface acoustic wave device and physical quantity sensor using the same
CN104868873A (en) * 2015-05-27 2015-08-26 上海交通大学 Multilayer composite structure surface acoustics wave device base
WO2017149675A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 株式会社村田製作所 Piezoelectric film, method for producing same, and piezoelectric component using piezoelectric film
JP6360847B2 (en) * 2016-03-18 2018-07-18 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
JP2017201050A (en) 2016-05-06 2017-11-09 学校法人早稲田大学 Piezoelectric thin film, and piezoelectric element using the same
WO2018135178A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社村田製作所 Piezoelectric element and resonator using piezoelectric element
KR102313290B1 (en) 2017-03-08 2021-10-18 삼성전기주식회사 Film bulk acoustic resonator and method for fabricating the same
US11558031B2 (en) 2017-03-08 2023-01-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Film bulk acoustic resonator and method of manufacturing the same
CA2985238A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-10 Shimco North America Inc. Sensing system
JP7151096B2 (en) 2018-02-21 2022-10-12 株式会社デンソー Piezoelectric film, manufacturing method thereof, piezoelectric film laminate, manufacturing method thereof
GB201803177D0 (en) 2018-02-27 2018-04-11 3C Project Man Limited Droplet ejector
DE102018105290B4 (en) 2018-03-07 2022-11-17 RF360 Europe GmbH Layer system, manufacturing method and SAW component formed on the layer system
DE102018203812A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel FERROELECTRIC MATERIAL, MEMS COMPONENT WITH A FERROELECTRIC MATERIAL, MEMS DEVICE WITH A FIRST MEMS COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A MEMS COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCING A CMOS COMPATIBLE MEMS COMPONENT
JP7081981B2 (en) 2018-05-28 2022-06-07 太陽誘電株式会社 Aluminum Nitride Films, Piezoelectric Devices, Resonators, Filters and Multiplexers
WO2019235080A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 Tdk株式会社 Piezoelectric thin film and piezoelectric thin film element
CN108809361A (en) * 2018-07-17 2018-11-13 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 A kind of wide bandwidth SAW reader reception device and its method
JP7315424B2 (en) * 2018-09-28 2023-07-26 日東電工株式会社 Piezoelectric device and method for manufacturing piezoelectric device
JP7085208B2 (en) 2018-12-11 2022-06-16 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Piezoelectric material and MEMS device using it
CN113226982B (en) * 2019-02-22 2023-08-18 国立研究开发法人产业技术综合研究所 Nitride piezoelectric body and MEMS device using the same
JP2022541291A (en) * 2019-07-19 2022-09-22 エヴァテック・アーゲー Piezoelectric coating and deposition process
JP7143824B2 (en) * 2019-08-22 2022-09-29 株式会社村田製作所 Piezoelectric element
JP7329828B2 (en) * 2019-09-02 2023-08-21 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Nitride piezoelectric material and MEMS device using the same
CN110931629A (en) * 2019-12-11 2020-03-27 重庆大学 Structure for growth of aluminum nitride with high scandium-doped concentration
JP7345855B2 (en) * 2020-02-27 2023-09-19 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Nitride materials, piezoelectric bodies made of the same, and MEMS devices using the piezoelectric bodies
JP7398803B2 (en) * 2020-02-27 2023-12-15 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Nitride materials, piezoelectric bodies made of the same, and MEMS devices using the piezoelectric bodies
US20210367582A1 (en) * 2020-05-25 2021-11-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Bulk-acoustic wave resonator and method for fabricating bulk-acoustic wave resonator
CN111599915A (en) * 2020-05-28 2020-08-28 重庆大学 Seed layer structure-based preparation method of high-performance aluminum scandium nitride and product thereof
JP7485079B2 (en) * 2020-11-13 2024-05-16 株式会社村田製作所 Piezoelectric thin film resonator
EP4273945A1 (en) 2021-02-24 2023-11-08 National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology Nitride mateiral, piezoelectric body formed of same, and mems device, transistor, inverter, transducer, saw device and ferroelectric memory, each of which uses said piezoelectric body
WO2022202616A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 株式会社村田製作所 Elastic wave device
CN116762276A (en) * 2021-03-24 2023-09-15 株式会社村田制作所 bulk acoustic wave device
CN113174574A (en) * 2021-03-31 2021-07-27 奥趋光电技术(杭州)有限公司 Preparation method of high-quality scandium-doped aluminum nitride film template
CN114866063B (en) * 2022-07-11 2022-10-11 深圳新声半导体有限公司 Novel piezoelectric layer and bulk acoustic wave filter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888451A (en) * 1994-09-16 1996-04-02 Toshiba Corp Ceramic circuit board and its manufacture
JPH08285519A (en) * 1995-04-11 1996-11-01 Ykk Kk Observing method of sample surface and probe used therefor
JP2003534696A (en) 2000-05-24 2003-11-18 Tdk株式会社 Filter improvements
JP2006109287A (en) 2004-10-08 2006-04-20 Alps Electric Co Ltd Surface acoustic wave element and manufacturing method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6936837B2 (en) * 2001-05-11 2005-08-30 Ube Industries, Ltd. Film bulk acoustic resonator
JP4478910B2 (en) * 2001-05-11 2010-06-09 宇部興産株式会社 Piezoelectric thin film resonator
JP4984018B2 (en) * 2005-03-30 2012-07-25 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric element, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888451A (en) * 1994-09-16 1996-04-02 Toshiba Corp Ceramic circuit board and its manufacture
JPH08285519A (en) * 1995-04-11 1996-11-01 Ykk Kk Observing method of sample surface and probe used therefor
JP2003534696A (en) 2000-05-24 2003-11-18 Tdk株式会社 Filter improvements
JP2006109287A (en) 2004-10-08 2006-04-20 Alps Electric Co Ltd Surface acoustic wave element and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101325240A (en) 2008-12-17
CN101325240B (en) 2011-05-25
JP2009010926A (en) 2009-01-15
KR20080106072A (en) 2008-12-04
JP5190841B2 (en) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101024683B1 (en) Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film
US7758979B2 (en) Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film
US11165011B2 (en) Piezoelectric element and method for manufacturing piezoelectric element
US7348711B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive element, method of manufacturing piezoelectric/electrostrictive element, piezoelectric/electrostrictive device, and method of manufacturing piezoelectric/electrostrictive device
JP5848131B2 (en) Equipment provided with mechanical resonance structure
US7336020B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same
JP5123532B2 (en) Micro cantilever
Cao et al. Design and characterization of miniature piezoelectric generators with low resonant frequency
JP2007335977A (en) Electron device
JP2009194291A (en) Actuator
US6844659B2 (en) Wiring board and method of manufacturing same
JP5660216B2 (en) Thin film device and method for manufacturing thin film device
WO2022130676A1 (en) Resonator and resonating device
JP2011192736A (en) Piezoelectric thin film element and piezoelectric thin film device
WO2021220536A1 (en) Resonator and resonance device
CN107534430B (en) MEMS resonator with high quality factor
WO2022163020A1 (en) Resonance device and manufacturing method for same
US8664836B1 (en) Passivated micromechanical resonators and related methods
JP2009193804A (en) Actuator, and manufacturing method thereof
US20230014350A1 (en) Resonator and resonance device
CN116887155A (en) Piezoelectric MEMS loudspeaker and preparation method thereof
Auciello et al. Science and technology of piezoelectric/diamond hybrid heterostructures for high performance MEMS/NEMS devices
US20050035688A1 (en) Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same
CN118765485A (en) Resonator, resonator device, and resonator manufacturing method
JP2003273418A (en) Piezoelectric/electrostrictive device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
J204 Request for invalidation trial [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140228

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150302

Year of fee payment: 5

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20140124

Effective date: 20151113

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160309

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170303

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180130

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190306

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 10