使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件及其制造方法技术

一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件及其制造方法。本发明专利技术的目的在于，提供一种在玻璃基板等廉价的基板上不介入密接层而直接由Ｗ层形成下部电极，由此形成没有隆起或裂纹或剥离、而且构成ｃ轴超高取向的氮化铝薄膜的高性能的压电元件。本发明专利技术的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件具有在基板上顺序形成下部电极、压电体薄膜、上部电极的叠层结构，并且没有隆起、裂纹或剥离，其特征在于，下部电极由Ｗ的（１１１）面与基板面平行的取向性Ｗ层形成，而且压电体薄膜由摇摆曲线半价宽度（ＲＣＦＷＨＭ）为小于等于２．５°的ｃ轴取向氮化铝薄膜形成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在玻璃等廉价基板上使用了将氮化铝进行高度c轴取向的薄膜的压电元件及其制造方法。
技术介绍
氮化铝基于其容易进行制作、容易薄膜化等优点，是一种促进压电元件的小型化·薄型化的有潜力的材料。但是，为了把氮化铝用于制造压电元件，需要在c轴进行了单轴取向的氮化铝，c轴取向性越强，压电性能也越强。并且，在把氮化铝薄膜作为压电元件使用的情况下，需要利用电极夹持其上面和下面。关于c轴取向的氮化铝薄膜，以往报告有在玻璃基板上等利用各种方法制作的薄膜(T.Shiosaki，T.Yamamoto，T.Oda，A.Kawabata，Appl.Phys.Lett.，36(1980)643)，还报告了在电极膜上制作的薄膜。但是，氮化铝膜的c轴取向性的摇摆曲线半价宽度(RCFWHM)均约为3.0°或大于3.0°，压电特性也不充分。并且，在c轴进行了超高取向(RCFWHM为2.5°以下)的氮化铝膜在(F.Engelmark，G.F.Iriarte，I.V.Katardjiev，M.Ottosson，P.Muralt，S.Berg，J.Vac.Sci.Technol.A，19(2001)2664本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，具有在基板上顺序形成下部电极、压电体薄膜、上部电极的叠层结构，并且没有隆起或、裂纹或剥离，其特征在于，所述下部电极由Ｗ的（１１１）面与基板面平行的取向性Ｗ层形成，而且所述压电体薄膜由摇摆曲线半价宽度（ＲＣＦＷＨＭ）小于等于２．５°的ｃ轴取向氮化铝薄膜形成。

【技术特征摘要】
JP 2002-5-31 160568/20021.一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，具有在基板上顺序形成下部电极、压电体薄膜、上部电极的叠层结构，并且没有隆起或、裂纹或剥离，其特征在于，所述下部电极由W的(111)面与基板面平行的取向性W层形成，而且所述压电体薄膜由摇摆曲线半价宽度(RCFWHM)小于等于2.5°的c轴取向氮化铝薄膜形成。2.根据权利要求1所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，其特征在于，所述基板是玻璃基板。3.一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，具有在基板上顺序形成下层中包括与该基板密接的密接层的下部电极、压电体薄膜、上部电极的叠层结构，并且没有隆起、裂纹或剥离，其特征在于，所述下部电极由叠层体构成，该叠层体的最表层由金属的所述结晶面相对基板面平行的取向性金属层形成，该金属具有1.4左右的电负性，而且具有与氮化铝的(001)面的原子排列为相同排列、与其原子间隔大致相同的原子间隔的结晶面，并且所述压电体薄膜由摇摆曲线半价宽度(RCFWHM)为小于等于2.5°的c轴取向氮化铝薄膜形成。4.根据权利要求3所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，其特征在于，所述基板是玻璃基板。5.一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，具有在基板上顺序形成下层中包括与该基板密接的密接层的下部电极、压电体薄膜、上部电极的叠层结构，并且没有隆起、裂纹或剥离，其特征在于，所述下部电极由叠层体形成，该叠层体在最表层形成W、Pt、Au或Ag的(111)面与基板面平行的取向性W层、取向性Pt层、取向性Au层或取向性Ag层中的任一方，并且所述压电体薄膜由摇摆曲线半价宽度(RCFWHM)为小于等于2.5°的c轴取向氮化铝薄膜形成。6.根据权利要求5所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件的制造方法，其特征在于，所述下部电极形成在以“形成在基板上的第1层/形成在第1层上的第2层”的形式形成的Ti/Pt或Cr/Pt的双层体上，或者以“形成在基板上的第1层/形成在第1层上的第2层/形成在第2层上的第3层”的形式形成的Ti/Pt/Au、Ti/Ni/Au或Cr/Ni/Au的三层体上。7.根据权利要求5所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件，其特征在于，所述基板是玻璃基板。8.一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件的制造方法，其特征在于，在基板上，在室温至W颗粒间不产生间隙的程度的低温下，通过溅射形成由W的(111)面与基板面平行的取向性W层构成的下部电极，然后在所述下部电极上形成由摇摆曲线半价宽度(RCFWHM)为小于等于2.5°的c轴取向氮化铝薄膜构成的压电体薄膜，之后在所述压电体薄膜上形成上部电极。9.根据权利要求8所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件的制造方法，其特征在于，作为所述基板使用了玻璃基板。10.根据权利要求8所述的使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件的制造方法，其特征在于，所述下部电极采用RF等离子支援溅射法形成。11.一种使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件的制造方法，其特征在于，在基板上形成包括与该基板密接的密接层的两层或两层以上的叠层结构的下部电极时，首先在室温至颗粒间不产生间隙的程度的低温下，通过溅射形成所述密接层，使用具有1.4左右的电负性、而且具有与氮化铝的(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山守人，上野直广，立山博，砂川佳敬，梅内芳浩，地主启一郎，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]