压电元件、压电传声器、压电谐振子以及压电元件的制造方法技术

本发明专利技术提供能够高精度地进行相邻的压电体层的极化轴方向的控制的双压电晶片型的压电元件。本发明专利技术涉及的压电元件(1)具备：第一压电体层(4)，在厚度方向具有第一极化轴方向(P1)，并且由AlN构成；第二压电体层(5)，堆积在第一压电体层(4)上，具有与第一极化轴方向(P1)相反方向的第二极化轴方向(P2)，并且由GeAlN构成；第一电极(3a)，设置于第一压电体层(4)的与第二压电体层(5)侧相反的一侧；以及第二电极(3b)，设置于第二压电体层(5)的与第一压电体层(4)侧相反的一侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电元件、压电传声器、压电谐振子以及压电元件的制造方法
本专利技术涉及压电元件、压电传声器、压电谐振子以及压电元件的制造方法。
技术介绍
以往，使用了双压电晶片型的压电元件的压电传声器、压电发声体等被广泛使用。双压电晶片(bimorph)型的压电元件通过使2片压电陶瓷基板贴合而获得。或者，双压电晶片型的压电元件也可通过对层叠了两层压电陶瓷层的层叠体进行一体烧结而获得。与此相对，为了节省贴合、一体烧结的工序，在下述的专利文献1中，提出了一种使用单层压电体层而获得的双压电晶片型的压电元件。在上述压电体层中，从厚度方向的中央部朝向一个主面侧的部分的极化轴方向与从该中央部朝向另一个主面侧的部分的极化轴方向相互为相反方向。专利文献1:日本特开2007－067125号公报在专利文献1中，在将电极形成于压电体层的两个主面之后，通过从压电体层的两面施加交流电压来进行极化。因此，不能以充分高的精度进行压电体层的极化轴方向的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种无需极化处理等追加的工序，并且能够高精度地使相邻的压电体层的极化轴方向相互成为相反方向的双压电晶片型的压电元件以及压电元件的制造方法。本专利技术的另一目的在于，提供一种具有上述压电元件的压电传声器以及压电谐振子。本专利技术涉及的压电元件具备：第一压电体层，在厚度方向上具有第一极化轴方向，并且由AlN构成；第二压电体层，堆积在上述第一压电体层上，具有与上述第一极化轴方向相反方向的第二极化轴方向，并且由GeAlN构成；第一电极，设置于上述第一压电体层的与上述第二压电体层侧相反的一侧；以及第二电极，设置于上述第二压电体层的与上述第一压电体层侧相反的一侧。在本专利技术涉及的压电元件的某个特定的方面中，在上述第一压电体层上直接堆积有上述第二压电体层。此时，能够减少电极等的材料，能够有效地提高生产率。本专利技术涉及的压电传声器具备：根据本专利技术构成的压电元件；和支承体，从上述第一压电体层侧支承上述压电元件，以便具有供上述压电元件振动的空间。本专利技术涉及的压电谐振子具备：根据本专利技术构成的压电元件；和支承基板，设置于上述压电元件的上述第一压电体层侧，以便具有供上述压电元件振动的空间。本专利技术涉及的压电元件的制造方法具备：利用堆积法形成由AlN构成的第一压电体层以便在厚度方向具有第一极化轴方向的工序；利用堆积法在上述第一压电体层上形成由GeAlN构成的第二压电体层，以便具有与上述第一极化轴方向相反方向的第二极化轴方向的工序；在上述第一压电体层的与上述第二压电体层侧相反的一侧设置第一电极的工序；以及在上述第二压电体层的与上述第一压电体层侧相反的一侧设置第二电极的工序。在本专利技术涉及的压电元件的制造方法的某个特定的方面，在形成上述第二压电体层的工序中，在上述第一压电体层上直接形成上述第二压电体层。在该情况下，能够减少电极等的材料，能够有效地提高生产率。根据本专利技术，能够提供一种可使相邻的压电体层的极化轴方向高精度地相互成为相反方向的双压电晶片型的压电元件以及压电元件的制造方法。另外，根据本专利技术，能够提供一种具有上述压电元件的压电传声器以及压电谐振子。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式涉及的压电传声器的俯视图。图2(a)是沿着图1中的I－I线的剖视图，图2(b)是沿着图1中的II－II线的剖视图。图3(a)～图3(d)是用于对本专利技术的第一实施方式中的压电元件的制造方法进行说明的正面剖视图。图4是本专利技术的第二实施方式涉及的压电元件的示意性的正面剖视图。图5是第一比较例的压电元件的示意性的正面剖视图。图6是第二比较例的压电元件的示意性的正面剖视图。图7是表示第二实施方式以及第一比较例、第二比较例的压电体层的厚度与输出电压的关系的图。图8是本专利技术的第三实施方式涉及的压电传声器的俯视图。图9是沿着图8中的III－III线的剖视图。图10是本专利技术的第四实施方式涉及的压电谐振子的正面剖视图。图11是本专利技术的第五实施方式涉及的弹性波装置的正面剖视图。具体实施方式以下，通过参照附图对本专利技术的具体的实施方式进行说明，来使本专利技术变得清楚。此外，本说明书所记载的各实施方式是例示性的内容，并指出能够在不同的实施方式间进行结构的局部的置换或者组合。图1是本专利技术的第一实施方式涉及的压电传声器的俯视图。图2(a)是沿着图1中的I－I线的剖视图。图2(b)是沿着图1中的II－II线的剖视图。如图2(a)所示，压电传声器10具有双压电晶片型的压电元件1。压电元件1是本专利技术的压电元件的一个实施方式。压电元件1具有第一保护层2a。在本实施方式中，第一保护层2a由AlN构成。此外，第一保护层2a也可以由AlN以外的适当的陶瓷等构成。在第一保护层2a上设置有第一电极3a。第一电极3a优选由Mo构成。通过利用堆积法在由AlN构成的第一保护层2a上形成由Mo构成的第一电极3a，能够使第一电极3a的取向状态良好。此外，第一电极3a也可以由Mo以外的适当的金属构成。或者，第一电极3a也可以由Si等半导体材料构成。利用堆积法在第一保护层2a上形成有第一压电体层4，以覆盖第一电极3a。第一压电体层4在厚度方向上具有第一极化轴方向P1。第一压电体层4由AlN构成。在第一压电体层4上，利用堆积法形成有第二压电体层5。第二压电体层5具有与第一极化轴方向P1相反方向的第二极化轴方向P2。第二压电体层5由GeAlN构成。这样，压电元件1是双压电晶片型的压电元件。在第二压电体层5上设置有多个第二电极3b。此外，并不对第二电极3b的个数进行特别限定。对于多个第二电极3b并未进行特别限定，但由Mo构成。这样，在第二压电体层5的与第一压电体层4侧相反的一侧设置有第二电极3b。另一方面，在第一压电体层4的与第二压电体层5侧相反的一侧设置有第一电极3a。在第二压电体层5上层叠有第二保护层2b，以覆盖多个第二电极3b。对于第二保护层2b并未进行特别限定，但由AlN构成。压电传声器10具有从第一保护层2a侧支承压电元件1的支承体6。优选压电元件1经由第一绝缘体层7设置在支承体6上。支承体6由Si等适当的材料构成。对于第一绝缘体层7并不进行特别限定，但由SiO2构成。支承体6支承压电元件1，以便具有供压电元件1振动的空间。更具体而言，在本实施方式中，支承体6具有开口部6a。由此，形成上述空间。通过声波从外部传播至压电元件1，使得压电元件1在上述空间内振动。此外，并不对支承体6的形状、个数进行特别限定。例如，也可以通过多个支承体6来支承压电元件1，并形成上述空间。在压电元件1的第二保护层2b上设置有第二绝缘体层8。如图1所示，第二绝缘体层8被设置为在俯视时包围多个第二电极3b。对于第二绝缘体层8并未特别限定，但由SiO2构成。在第二绝缘体层8上设置有多个第一外部电极9a、第二外部电极9b。另一方面，如图2(a)所示，压电元件1具有第一导通孔电极19a。各第一外部电极9a经由第一导通孔电极19a与压电元件1的第一电极3a电连接。更具体而言，第一外部电极9a具有第一端子9a1、第二端子9a2。第一外部电极9a还具有连接第一端子9a1、第二端子9a2的连接电极9a3。此外，图2(a)中的第一外部电极9a中的虚线表示第一端子9a1、第二端子9a2与连接电极9a3的边界。第一端子9a1与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，其中，具备：第一压电体层，在厚度方向具有第一极化轴方向，并且由AlN构成；第二压电体层，堆积在上述第一压电体层上，具有与上述第一极化轴方向相反方向的第二极化轴方向，并且由GeAlN构成；第一电极，设置于上述第一压电体层的与上述第二压电体层侧相反的一侧；以及第二电极，设置于上述第二压电体层的与上述第一压电体层侧相反的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 JP 2015-2355041.一种压电元件，其中，具备：第一压电体层，在厚度方向具有第一极化轴方向，并且由AlN构成；第二压电体层，堆积在上述第一压电体层上，具有与上述第一极化轴方向相反方向的第二极化轴方向，并且由GeAlN构成；第一电极，设置于上述第一压电体层的与上述第二压电体层侧相反的一侧；以及第二电极，设置于上述第二压电体层的与上述第一压电体层侧相反的一侧。2.根据权利要求1所述的压电元件，其中，在上述第一压电体层上直接堆积有上述第二压电体层。3.一种压电传声器，其中，具备：权利要求1或2所述的压电元件；和支承体，从上述第一压电体层侧支承上述压电元件，以便具有供上述压电元件振动的空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅田圭一，水野孝昭，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP