压电元件及压电元件的制造方法技术

提供一种抑制了压电特性降低的廉价的压电元件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电元件及压电元件的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种压电元件及压电元件的制造方法
。

技术介绍

[0002]作为具有优异的压电性及强介电性的材料，已知有锆钛酸铅
(Pb(Zr
，
Ti)O3，以下称为
PZT。)
等钙钛矿型氧化物材料
。PZT
利用其强介电性而使用于非易失性存储器即
FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory
：铁电随机存取存储器
)。
此外，近年来，通过融合
MEMS(Micro Electro
‑
Mechanical Systems
：微机电系统
)
技术，具备
PZT
膜的
MEMS
压电元件逐渐被实际应用
。PZT
膜适用于在基板上具备下部电极
、
压电膜及上部电极的压电元件中的压电膜
。
该压电元件被开发成喷墨头
(
致动器
)、
微镜器件
、
角速度传感器
、
陀螺仪传感器及振动发电器件等各种器件
。
[0003]将压电元件适用于器件时，要求具有长期稳定性
。
在日本特开
2006
‑
086223
号公报中记载有为了抑制通过电场发生的压电特性变差而在电极与压电膜之间具备金属氧化物层
。
在日本特开
2006
‑
086223
号公报中记载有压电特性变差是由于
、
以压电元件附着有水滴的状态对压电元件施加电场的情况下，水分被电解而以离子的形式渗透到压电膜中来还原构成压电层的材料并产生氧空位
。
然后，通过与压电膜相邻设置的金属氧化物层中的氧来补偿压电膜中的氧空位，以抑制压电特性变差
。
[0004]在日本特开
2013
‑
197496
号公报中也公开了作为与压电膜相邻设置的上部电极层而具备氧化物导电层的构成
。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的技术课题
[0006]在日本特开
2006
‑
086223
号公报中，作为氧化物导电层，可以举出
ITO(Indium
‑
Tin
‑
Oxide
：氧化铟锡
)
，
IrOX(
氧化铱
)、RuOX(
氧化钌
)
及
PtOX(
氧化铂
)
等
。Ir、Ru
及
Pt
等非常昂贵
。
相对于此，
ITO
廉价，适合于抑制压电元件的制造成本
。
[0007]根据本专利技术人的研究，在压电膜上具备
ITO
作为氧化物导电层的压电元件具备
IrO2作为氧化物导电层的情况下，电阻及粘合性没有差异且良好
。
另一方面，本专利技术人发现，在压电膜上具备
ITO
的压电元件中，与在压电膜上具备
IrO2的压电元件相比，压电膜的静电电容降低
。
静电电容降低表示压电元件的压电特性降低
。
[0008]本专利技术的技术是鉴于上述情况而完成的，其目的为提供一种能够抑制制造成本，并且抑制了压电特性降低的压电元件及压电元件的制造方法
。
[0009]用于解决技术课题的手段
[0010]用于解决上述课题的具体方法包括以下方式
。
[0011]本专利技术的压电元件在基板上依次具备下部电极层
、
以钙钛矿型氧化物为主成分的压电膜及上部电极层，其中，
[0012]上部电极层的至少最靠压电膜侧的区域由包含
In
的氧化物导电层构成，
[0013]关于压电膜与上部电极层的氧化物导电层之间的界面区域，通过
X
射线光电子能谱测定获得的结合能的强度分布中，将源自与氧键合的
In
的
3d
5/2
轨道的结合能的峰值强度设为
α
，将源自与
OH
基键合的
In
的
3d
5/2
轨道的结合能的峰值强度设为
γ
时的峰值强度比
γ
/
α
满足下述式
(1)。
[0014]γ
/
α
≤0.25
ꢀꢀꢀ
(1)
[0015]本专利技术的压电元件在结合能的强度分布中，优选峰值强度比
γ
/
α
满足下述式
(2)。
[0016]γ
/
α
≤0.1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0017]本专利技术的压电元件中，钙钛矿型氧化物优选包含
Pb
，
Zr
，
Ti
及
O。
[0018]本专利技术的压电元件中，钙钛矿型氧化物为下述通式
(3)
所表示的化合物，
[0019]Pb{(Zr
x
Ti1‑
x
)
y
‑1B1
y
}O3(3)
[0020]0＜
x
＜
1、0
＜
y
＜
0.3、
[0021]B1
优选为选自
V、Nb、Ta、Sb、Mo
及
W
中的一种以上的元素
。
[0022]本专利技术的压电元件优选氧化物导电层包含
Zn、Sn
及
Ga
中的至少1种
。
[0023]本专利技术的一方式的压电元件的制造方法包括在基板上具备下部电极层及压电膜的层叠体的压电膜上成膜包含
In
的氧化物导电层的溅射工序，
[0024]在溅射工序中，将基板设定温度设为
350℃
以上
。
[0025]本专利技术的另一方式的压电元件的制造方法中，对基板上层叠有下部电极层
、
压电膜及包含
In
的氧化物导电层的层叠体实施
350℃
以上的加热处理
。
[0026]专利技术效果
[0027]根据本专利技术的压电元件及压电元件的制造方法，能够抑制制造成本，并且能够实现抑制了压电特性变差的压电元件
。
附图说明
[0028]图1是表示一实施方式的压电元件的层结构的剖视图
。
[0029]图2是表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种压电元件，其在基板上依次具备下部电极层
、
以钙钛矿型氧化物为主成分的压电膜及上部电极层，其中，所述上部电极层的至少最靠所述压电膜侧的区域由包含
In
的氧化物导电层构成，关于所述压电膜与所述上部电极层的所述氧化物导电层之间的界面区域，在通过
X
射线光电子能谱测定获得的结合能的强度分布中，设源自与氧键合的
In
的
3d
5/2
轨道的结合能的峰值强度为
α
，设源自与
OH
基键合的
In
的
3d
5/2
轨道的结合能的峰值强度为
γ
时的峰值强度比
γ
/
α
满足下述式
(1)
，
γ
/
α
≤0.25
ꢀꢀꢀ
(1)。2.
根据权利要求1所述的压电元件，其中，在所述结合能的强度分布中，所述峰值强度比
γ
/
α
满足下述式
(2)
，
γ
/
α
≤0.1
ꢀꢀꢀ
(2)。3.
根据权利要求1或2所述的压电元件，其中，所述钙钛矿型氧化物包含
Pb、Zr、Ti
及
O。4.

【专利技术属性】
技术研发人员：望月文彦，中村诚吾，小林宏之，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：