DE112013002780T5

DE112013002780T5 - Piezoelektrische Vorrichtung

Info

Publication number: DE112013002780T5
Application number: DE112013002780.1T
Authority: DE
Inventors: c/o TDK Corporation Nakajima Mayumi; c/o TDK Corporation Sakuma Hitoshi; c/o TDK Corporation Kurachi Katsuyuki; c/o TDK Corporation Aida Yasuhiro; c/o TDK Corporation Maejima Kazuhiko
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: CN104364924B; US20130320814A1; WO2013183427A1; US8981627B2; DE112013002780B4; CN104364924A; JP2015519720A; JP6065023B2

Abstract

Die piezoelektrische Vorrichtung besitzt eine erste Elektrodenschicht, eine auf der ersten Elektrodenschicht aufgebrachte piezoelektrische Schicht sowie eine auf der piezoelektrischen Schicht aufgebrachte zweite Elektrodenschicht. Von dem Paar Elektrodenschichten besteht mindestens eine Schicht aus einer Legierung, und der Hauptbestandteil der Legierung ist ein aus der aus Ti, Al, Mg und Zn bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall.

Description

Stand der Technik
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezoelektrische Vorrichtung.
Technischer Hintergrund
Bislang sind, wie in den Patentdokumenten 1 oder 2 offenbart ist, piezoelektrische Vorrichtungen bekannt, die ein piezoelektrische Schicht und ein Paar Elektrodenschichten besitzen, welche auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht aufgetragen sind. Als Materialien für die Elektrodenschichten sind Edelmetalle wie Au, Pt, Ir bekannt.
[Patentliteratur 1] JP 2010-103194
[Patentliteratur 2] JP 2006-286911
[Zusammenfassung]
Es sind jedoch weitere Kostensenkungen für piezoelektrische Vorrichtungen gefordert. Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf ein solches Problem realisiert, und sie stellt piezoelektrische Vorrichtungen zur Verfügung, die zu niedrigeren Kosten hergestellt werden können.
Die piezoelektrische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Elektrodenschicht, eine auf der ersten Elektrodenschicht angeordnete piezoelektrische Schicht und eine auf der piezoelektrischen Schicht aufgebrachte zweite Elektrodenschicht. Mindestens eine der beiden Elektrodenschichten besteht aus einer Metalllegierung, wobei der Hauptbestandteil dieser Legierung ein aus der aus Ti, Al, Mg und Zn bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall ist.
(Ti-Legierung)
Hier ist die Legierung vorzugsweise eine Legierung, die Ti als Hauptbestandteil enthält. Ferner ist mehr bevorzugt, dass Ti der Hauptbestandteil der Legierung ist und dass die Legierung Al als Nebenbestandteil enthält. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Legierung 90 bis 96 Atomprozent (im Folgenden AT%) Ti und 4 bis 10 AT% Al enthält.
Bevorzugt ist auch, dass der Hauptbestandteil der Legierung Ti ist und dass die Legierung Al und V als Nebenbestandteil enthält. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die Legierung 90 bis 96 AT% Ti, 2 bis 7 AT% Al und 2 bis 5 AT% V enthält.
(Mg-Legierung)
Hier ist die Legierung vorzugsweise eine Legierung, die Mg als Hauptbestandteil enthält. Ferner ist mehr bevorzugt, dass der Hauptbestandteil der Legierung Mg ist und dass die Legierung Al als geringfügigen Bestandteil enthält. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Legierung 92 bis 98 AT% Mg und 2 bis 8 AT% Al enthält.
(Al-Legierung)
Hier ist die oben genannte Legierung vorzugsweise eine Legierung, die Al als Hauptbestandteil enthält. Ferner ist mehr bevorzugt, dass der Hauptbestandteil der Legierung Al ist und dass die Legierung ein aus Cu, Mg und Mn ausgewähltes Element als Nebenbestandteil enthält. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Legierung 90 bis 99 AT% Al und 1 bis 6 AT% eines aus Cu, Mg und Mn ausgewählten Elementes enthalten.
(Zn-Legierung)
Hier ist die oben genannte Legierung vorzugsweise eine Legierung, die Zn als Hauptbestandteil enthält. Ferner ist mehr bevorzugt, dass der Hauptbestandteil der Legierung Zn ist und dass die Legierung Al als Nebenbestandteil enthält. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Legierung 80 bis 92 AT% Zn und 8 bis 20 AT% Al enthält.
Das Paar Elektrodenschichten besitzt vorzugsweise eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur. Die piezoelektrische Schicht hat bevorzugt eine Struktur mit einer Vorzugsorientierung.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”Struktur mit einer Vorzugsorientierung”, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität des Peaks, der zu einer Kristallgitterebene gehört, nicht weniger als 50% der Summe der Intensitäten aller Peaks beträgt. Der Begriff ”nicht-orientierte Struktur” bedeutet, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu irgendeiner Kristallebene gehört, weniger als 50% der Summe der Intensitäten aller Peaks beträgt. Der Begriff ”amorphe Struktur” bedeutet, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung kein zu einer Kristallgitterebene gehörender Peak beobachtet wird.
In der vorliegenden Erfindung kann das Paar Elektrodenschichten außer den oben genannten auch andere metallischen Elemente enthalten. Ferner können außer Metallen auch andere Elemente enthalten sein.
In der vorliegenden Erfindung ist das Oxidations-Reduktion-Potential von jedem metallischen Element, das das Paar Elektrodenschichten bildet, vorzugsweise größer als das Oxidation-Reduktion-Potential von jedem metallischen Element, das die piezoelektrische Schicht bildet. Dadurch wird die piezoelektrische Schicht sowohl chemisch als auch elektrisch stabil, da er nicht durch die Elektrodenschicht reduziert wird, und die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der piezoelektrischen Vorrichtung werden weiter verbessert.
Die eine Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht berührt die erste Elektrodenschicht und die andere Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht kann die zweite Elektrodenschicht berühren ( ).
In der vorliegenden Erfindung umfasst die piezoelektrische Vorrichtung zwischen mindestens einer Elektrodenschicht und die piezoelektrischen Schicht, vorzugsweise zusätzlich einer Zwischenschicht, die aus einem aus Al, Ti, Zr, Ta, Cr, Co und Ni ausgewählten Metall besteht, um das gegenseitige Haftungsvermögen zu verbessern. Das Metall, aus dem diese Zwischenschicht besteht, besitzt vorzugsweise ein niedrigeres Oxidation-Reduktion-Potential als jedes der metallischen Elemente, die die piezoelektrische Schicht bilden.
Die Zwischenschicht kann die Elektrodenschicht und die piezoelektrische Schicht berühren ( ).
Dabei findet zwischen der Zwischenschicht und der piezoelektrischen Schicht ein minimal erforderliches Maß an Redoxreaktion statt, und es wird angenommen, dass sich deshalb das Haftungsvermögen zwischen beiden verbessert. Wenn jedoch die Redoxreaktion zu sehr gefördert wird, wird das Gleichgewicht der Zusammensetzung der piezoelektrischen Schicht zerstört, so dass sich in einigen Fällen die piezoelektrischen Eigenschaften verschlechtern können; dafür gibt es naturgemäß eine obere Grenze für die Schichtdicke der Zwischenschicht.
Im Fall dass die elektrische Vorrichtung eine Zwischenschicht umfasst, kann auch zwischen jedem der Elektrodenschichten und der piezoelektrischen Schicht, vorzugsweise zwischen der Zwischenschicht und der piezoelektrischen Schicht, eine aus einem elektrisch leitfähigen Oxid gebildete elektrisch leitende Oxidschicht angebracht werden, um die Verschlechterung der Eigenschaften der Vorrichtung zu verhindern. Durch diesen Aufbau wird die piezoelektrische Schicht noch weniger durch die Elektrodenschicht reduziert und so die Verschlechterung der Eigenschaften weiter verringert.
Die Zwischenschicht oder die elektrisch leitfähige Oxidschicht kann die piezoelektrische Schicht berühren ( ).
Zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der piezoelektrischen Schicht kann die piezoelektrische Vorrichtung zusätzlich eine Metallschicht umfassen, die eine Struktur mit einer bevorzugten Orientierung besitzt, und die Metallschicht kann die zweite Elektrodenschicht und die piezoelektrische Schicht berühren ( ).
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden piezoelektrische Vorrichtungen zur Verfügung gestellt, die zu niedrigeren Kosten hergestellt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In sind (a) bis (d) schematische Querschnittsansichten der piezoelektrischen Vorrichtungen gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
ist eine Tabelle, die das Oxydations-Reduktions-Potential der Metalle zeigt.
In sind (a) bis (g) schematische Querschnittsansichten, die die Herstellungsmethode der piezoelektrischen Vorrichtungen der zeigen.
ist eine schematische Querschnittsansicht der piezoelektrischen Vorrichtung des Vergleichsbeispiels 1.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen im Detail beschrieben.
(Piezoelektrische Vorrichtung 100A)
Unter Bezugnahme auf (a) in wird die piezoelektrische Vorrichtung 100A gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die piezoelektrische Vorrichtung 100A besitzt eine auf einem Trägersubstrat 5 aufgebrachte Harzlage 7, auf der nacheinander in der genannten Reihenfolge die erste Elektrodenschicht 4, eine piezoelektrische Schicht 3, eine Metallschicht 2 und die zweite Elektrodenschicht 8 angeordnet sind.
(piezoelektrische Schicht 3)
Die piezoelektrische Schicht 3 ist eine Schicht, die piezoelektrische Eigenschaften besitzt. Die piezoelektrische Schicht besitzt vorzugsweise eine Struktur mit einer Vorzugsorientierung. Der Begriff ”Struktur mit einer Vorzugsorientierung” bedeutet, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu einer bestimmten Kristallgitterebene gehört, nicht weniger als 50% als die Summe der Intensitäten aller Peaks beträgt. Vorzugsweise beträgt bei der piezoelektrischen Schicht 3 bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu einer bestimmten Kristallgitterebene gehört, nicht weniger als 80% der Summe der Intensitäten aller Peaks. Die piezoelektrische Schicht 3 besitzt vorzugsweise eine (001)- oder (110)-Vorzugsorientierung. Durch diesen Aufbau kann die piezoelektrische Schicht 3 hervorragende piezoelektrische Eigenschaften erhalten.
Bevorzugte Beispiele für die piezoelektrischen Schichten 3 sind Schichten aus Materialien wie KNN, das bedeutet (K, Na)NbO₃ (Elastizitätsmodul: 104 GPa), IN, das bedeutet LiNbO₃ (Elastizitätsmodul: 171 GPa), AlN (Elastizitätsmodul: 300 GPa) und anderen.
Für die Dicke der piezoelektrischen Schicht 3 gibt es keine besondere Einschränkung. Sie beträgt in der Regel etwa 1000 bis 4000 nm.
(Elektrodenschichten 4, 8)
Die erste Elektrodenschicht 4 ist auf der Unterseite der piezoelektrischen Schicht 3 angeordnet und die zweite Elektrodenschicht 8 befindet sich auf der Oberseite der piezoelektrischen Schicht 3.
Konkret besteht mindestens eine der beiden Elektrodenschichten 4, 8 aus einer Legierung deren Hauptkomponente vorzugsweise ein aus der Gruppe Ti, Al, Mg und Zn ausgewähltes Metall ist. Hauptkomponente bedeutet hier den Bestandteil, der beim Atomverhältnis den größten Anteil besitzt. Ferner sind beide Elektrodenschichten 4, 8 vorzugsweise aus den oben genannten Metallen zusammengesetzt. Nebenbestandteile sind Komponenten, die außer dem Hauptbestandteil enthalten sind.
(Ti-Legierungen)
Beispiele für Legierung mit Ti als Hauptbestandteil sind Legierung, die als Hauptbestandteil Ti und als Nebenbestandteil Al enthalten. Vorzugsweise sind dies zum Beispiel Legierung, die 90 bis 96 AT% Ti und 4 bis 10 AT% Al enthalten. Weiterhin sind Legierung bevorzugt, die als Hauptbestandteil Ti und als Nebenbestandteile Al und V enthalten. Die Legierung enthält vorzugsweise 90 bis 96 AT% Ti, 2 bis 7 AT% Al und 2 bis 5 AT% V. Bevorzugt ist auch eine Ti-Legierung, die als Nebenbestandteile Al, V und Cr enthalten. Andere Elemente außer Al, V, Ti, wie z. B. Cr sind vorzugsweise mit 2 AT% oder weniger enthalten. Legierung dieser Art können ein Elastizitätsmodul im Bereich von 80 bis 100 GPa und eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich von ungefähr 0,6 bis 1 × 10⁶ S/m besitzen.
(Mg-Legierungen)
Beispiele für Legierung mit Mg als Hauptbestandteil sind Legierung, die als Hauptbestandteil Mg und als Nebenbestandteil Al enthalten. Vorzugsweise sind dies zum Beispiel Legierung, die 92 bis 98 AT% Mg und 2 bis 8 AT% Al enthalten. Zusätzlich zu Mg und Al enthalten sie auch bevorzugt Mn und/oder Zn. Der Gehalt an Mg und Zn ist vorzugsweise jeweils 0,5 bis 5 AT%. Legierung dieser Art können ein Elastizitätsmodul von 40 bis 45 GPa und eine elektrische Leitfähigkeit von 10 bis 15 × 10⁶ S/m besitzen. Platin hat eine elektrische Leitfähigkeit von ungefähr 10 × 10⁶ S/m.
(Al-Legierungen)
Beispiele für Legierung mit Al als Hauptbestandteil sind Legierung, die als Hauptbestandteil Al und als Nebenbestandteil irgendein aus Cu, Mg und Mn ausgewähltes Element enthalten. Vorzugsweise sind dies zum Beispiel Legierung, die 90 bis 99 AT% Al und 1 bis 6 AT% eines aus Cu, Mg und Mn ausgewählten Elementes enthalten. Legierung dieser Art können ein Elastizitätsmodul im Bereich von 70 bis 80 GPa und eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich von 15 bis 20 × 10⁶ S/m besitzen. Der Gehalt eines 3. zugesetzten Elements außer Al, Cu, Mg, Cu ist vorzugsweise nicht mehr als 2 AT%. Insbesondere bevorzugt ist, dass Al den Hauptbestandteil und Mg den Nebenbestandteil darstellt.
(Zn-Legierungen)
Beispiele für Legierung mit Zn als Hauptbestandteil sind Legierung, die als Hauptbestandteil Zn und als Nebenbestandteil Al enthalten. Vorzugsweise sind dies zum Beispiel Legierung, die 80 bis 92 AT% Zn und 8 bis 20 AT% Al enthalten. Legierung dieser Art können ein Elastizitätsmodul im Bereich von 75 bis 90 GPa und eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich von 15 bis 17 × 10⁶ S/m besitzen. Die Konzentration eines 3. zugesetzten Elements außer Zn und Al ist vorzugsweise nicht mehr als 2 AT%.
Diese Legierungen können die Zuverlässigkeit der piezoelektrischen Vorrichtungen verbessern, weil sie verglichen mit den elementaren Elementen des Hauptbestandteils eine bessere Oxidationsbeständigkeit besitzen. Ferner ist unter dem Gesichtspunkt der Antriebsleistung der piezoelektrischen Vorrichtungen das Elastizitätsmodul der Elektrodenschichten 4, 8 vorzugsweise kleiner als das Elastizitätsmodul der piezoelektrischen Schicht 3. Bevorzugt ist zum Beispiel das Elastizitätsmodul der Elektroschichten 4, 8 nicht mehr als 100 GPa.
Unter dem Gesichtspunkt, eine durch den galvanischen Effekt hervorgerufene Verschlechterung der Eigenschaften zu verhindern und die Zuverlässigkeit zu verbessern, ist jedoch das Oxidations-Reduktions-Potential aller metallischen Elemente der Legierungen, die die Elektrodenschichten 4, 8 bilden, vorzugsweise höher als das Oxidations-Reduktions-Potential jedes metallischen Elements, das die piezoelektrische Schicht 3 bildet. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird eine Redoxreaktion zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und den Elektrodenschichten 4, 8 merklich unterdrückt und so die durch den galvanischen Effekt mit der Zeit hervorgerufene Verschlechterung der piezoelektrischen Schicht 3 verringert und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung vergrößert. Die Materialien jeder der Elektrodenschichten 4, 8 besitzen vorzugsweise einen Schmelzpunkt, der ausreichend höher als die Wärmebelastungen sind, die bei den nachfolgenden Prozessen auftreten.
Auf diese Weise kann man das Material der Elektrodenschichten 4, 8 außer Pt, Ir, Pd, Rh, die einen hohen Schmelzpunkt besitzen, irgendeines von Materialien mit vergleichsweise niedrigem Schmelzpunkt verwenden.
Für die Dicke der Elektrodenschichten 4, 8 gibt es keine besondere Einschränkungen. Sie kann 100 bis 200 nm betragen.
Die Elektrodenschicht 4, 8 besitzen vorzugsweise jeweils eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur. Dabei können beide der 2 Elektrodenschichten eine amorphe Struktur besitzen, oder beide Elektrodenschichten können eine nicht-orientierte Struktur haben. Es ist auch möglich, dass die eine Elektrodenschicht eine nicht-orientierte Struktur und die andere Elektrodenschicht eine amorphe Struktur besitzt. Der Begriff ”nicht-orientierte Struktur” bedeutet, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu irgendeiner Kristallebene gehört, weniger als 50% der Summe der Intensitäten aller Peaks beträgt. Vorzugsweise beträgt bei den Elektrodenschichten 4, 8 bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu einer Kristallgitterebene gehört, nicht mehr als 10% der Summe der Intensitäten aller Peaks. Der Begriff ”amorphe Struktur” bedeutet, dass bei der Röntgendiffraktionsmessung kein zu einer Kristallgitterebene gehörender Peak beobachtet wird.
(Metallschicht 2)
Die Metallschicht 2 ist zwischen der Elektrodenschicht 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 angebracht und die Metallschicht 2 berührt die piezoelektrische Schicht 3 und die zweite Elektrodenschicht 8. Die Metallschicht 2 besitzt eine Struktur mit einer Vorzugsorientierung, das heißt, die Metallschicht 2 besitzt eine Struktur, bei der bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu einer Kristallgitterebene gehört, nicht weniger als 50% der Summe der Intensitäten aller Peaks beträgt. Vorzugsweise beträgt bei der Metallschicht 2 bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu einer Kristallgitterebene gehört, nicht weniger als 80% der Summe der Intensitäten aller Peaks. Die Dicke der Metallschicht 2 wird so gewählt, dass die Kristallinität der piezoelektrischen Schicht 3, die die Metallschicht 2 berührt und den man epitaktisch wachsen lässt, hoch wird.
Gut geeignet ist zum Beispiel eine Dicke der Metallschicht 2 im Bereich von 20 bis 70 nm. Bei dieser geringen Dicke ist es schwierig, dass die Metallschicht 2 alleine als Elektrodenschicht der piezoelektrischen Vorrichtung 100A fungiert. Das Metall, aus dem die Metallschicht 2 besteht, kann aus Metallen (Legierungen eingeschlossen) ausgewählt werden, deren a-Achsen-Gitterkonstante klein ist im Vergleich zur a-Achsen-Gitterkonstante der piezoelektrischen Schicht 3, und die eine Beständigkeit gegenüber der bei der Bildung der piezoelektrischen Schicht auftretenden Wärme besitzt. Vorzugsweise ist dies Pt oder Rh.
Während zwischen dem piezoelektrischen Schicht 3 und dem Elektrodenschicht 8 der Metallschicht 2 verbleibt, befindet sich zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und der Elektrodenschicht 4 keine andere Schicht.
(Piezoelektrische Vorrichtung 100B)
Unter Bezugnahme auf (b) in wird die piezoelektrische Vorrichtung 100B gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Punkt, in dem sich die piezoelektrische Vorrichtung 100B von der piezoelektrischen Vorrichtung 100A unterscheidet, ist, dass sie keine Metallschicht 2 besitzt und dass sich daher die Elektrodenschicht 8 und die piezoelektrische Schicht 3 direkt berühren. Ferner befindet sich wie in der ersten Ausführungsform keine andere Schicht zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und der Elektrodenschicht 4, 8.
(Piezoelektrische Vorrichtung 100C)
Unter Bezugnahme auf (c) in wird die piezoelektrische Vorrichtung 100C gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Punkt, in dem sich die piezoelektrische Vorrichtung 100C von der piezoelektrischen Vorrichtung 100B unterscheidet, ist, dass zwischen der Elektrodenschicht 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 sowie zwischen der Elektrodenschicht 4 und der piezoelektrischen Schicht 3 jeweils eine Zwischenschicht 9 angebracht ist, die aus einem Metall besteht, das ein niedrigeres Oxidation-Reduktions-Potential hat als jedes der metallischen Elemente, aus denen die piezoelektrische Schicht 3 angefertigt ist.
Wenn zum Beispiel die piezoelektrische Schicht 3 aus Kaliumnatriumniobat: (K, Na)NbO₃, besteht, wird Nb (Oxidation-Reduktions-Potential: –1,099 V), das, von Sauerstoff abgesehen, von den 3 Elementen das höchste Oxidation-Reduktions-Potential besitzt, zum Bezugspunkt. Dann kann als Zwischenschicht 9 eine Metallschicht verwendet werden, die aus Ti (Oxidation-Reduktions-Potential: –1,63 V) besteht, das ein niedrigeres Oxidation-Reduktions-Potential besitzt als das Nb. Das gleiche gilt auch im Fall von Lithiumniobat.
Die Zwischenschicht 9 besteht vorzugsweise aus einem der Elemente Al, Ti, Zr, Ta, Cr, Co und Ni.
Unter dem Gesichtspunkt, die Haftfähigkeit zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und der Elektrodenschichten 4, 8 zu erhöhen und gleichzeitig die Redoxreaktion mit der piezoelektrischen Schicht 3 zu verringern, ist es bevorzugt, dass die Zwischenschicht 9 eine Schichtdicke von 2 bis 5 nm besitzt. Wenn die Schichtdicke 5 nm übersteigt, können sich die Eigenschaften der piezoelektrischen Schicht verschlechtern, ist sie weniger als 2 nm, kann es vorkommen, dass er nicht genügend als Haftschicht funktioniert. Der Zwischenschicht 9 kann eine Struktur mit einer Vorzugsorientierung oder eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur besitzen. Vorzugsweise besitzt er eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur. Vorzugsorientierung, nicht-orientierte und amorphe Struktur haben die oben beschriebene Bedeutung. Vorzugsweise beträgt bei der Zwischenschicht 9 bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu irgendeiner Kristallebene gehört, nicht mehr als 10% der Summe der Intensitäten aller Peaks.
Wenn zum Beispiel die piezoelektrische Schicht 3 aus Kaliumnatriumniobat besteht und die Zwischenschicht 9 aus Ti, ist es möglich, dass die Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 3 reduziert wird, weil das Oxidations-Reduktions-Potential von Ti: –1,63 V, niedriger ist als das von Nb: Oxidations-Reduktions-Potential: –1,099 V. Daher ist auch zur Erhöhung der Haftfähigkeit die Dicke der Zwischenschicht 9 vorzugsweise nicht allzu groß.
Auch im Fall, dass das metallische Element der Legierung, aus dem die Elektrodenschichten 4, 8 bestehen, ein im Vergleich zu jedem metallischen Element, das die piezoelektrische Schicht 3 bildet, hohes Oxidations-Reduktions-Potential besitzen, ist es durch das Vorhandensein der Zwischenschicht 9 leicht, die Haftfestigkeit zwischen beiden Elektrodenschichten 4, 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 zu verbessern.
(Piezoelektrische Vorrichtung 100D)
Unter Bezugnahme auf (d) in wird die Piezoelektrische Vorrichtung 100D gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Punkt, in dem sich die Piezoelektrische Vorrichtung 100D von der piezoelektrischen Vorrichtung 100C unterscheidet, ist, dass zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und der Zwischenschicht 9 jeweils eine elektrisch leitfähige Oxidschicht 10 angebracht ist. Ferner ist auch eine elektrisch leitfähige Oxidschicht 10 ausreichend und sie sollte sich zwischen der Elektrodenschicht 4, 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 befinden.
Die elektrisch leitfähige Oxidschicht 10 bewirkt, dass die Redoxreaktion zwischen der Zwischenschicht 9 und der piezoelektrischen Schicht 3 unterdrückt wird. Eines der metallischen Elemente, aus denen das elektrisch leitfähige Oxid besteht, hat vorzugsweise ein höheres Oxidations-Reduktions-Potential als jedes metallische Element, das die Piezoelektrische Schicht 3 bildet, darüber hinaus enthält das Oxid bevorzugt ein metallisches Element, das ein niedrigeres Oxidations-Reduktions-Potential besitzt als die metallischen Elemente, aus denen die Zwischenschicht 9 besteht. Beispiele für solche elektrisch leitfähigen Oxide sind SRO (SrRuO₃), ITO (In₂O₃-SnO₂) usw.
Die Dicken der elektrisch leitfähigen Oxidschichten 10 betragen zum Beispiel ungefähr 5 bis 20 nm. Die elektrisch leitfähigen Oxidschichten 10 können zum Beispiel mit Hilfe des Sputter-Verfahrens gebildet werden.
Die elektrisch leitfähigen Oxidschichten 10 können eine Struktur mit Vorzugsorientierung, eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur besitzen. Vorzugsweise besitzen sie eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur. Vorzugsorientierung, nicht-orientierte und amorphe Struktur haben die oben beschriebene Bedeutung. Vorzugsweise betragen bei den elektrisch leitfähigen Oxidschichten 10 bei der Röntgendiffraktionsmessung die Intensität eines Peaks, der zu irgendeiner Kristallebene gehört, nicht mehr als 10% der Summe der Intensitäten aller Peaks.
Das heißt, die piezoelektrischen Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Ausführungsformen besitzen die nachstehend beschriebenen Effekte. Durch die Verwendung bestimmter Legierungen ist die Oxidationsbeständigkeit der Elektrodenschichten hoch. Eine Verringerung der Kosten für die Elektrodenschichten ist möglich. Es ist einfach, das Elastizitätsmodul der Elektroden zu verringern, und es ist möglich, die Leistungsfähigkeit der piezoelektrischen Vorrichtung zu verbessern. Auch die Abscheidungsgeschwindigkeiten der Elektroden können erhöht werden.
Die 2 Hauptoberflächen der piezoelektrischen Schicht 3 in den piezoelektrischen Vorrichtungen 100B bis 100D berühren vorzugsweise beide eine Schicht mit einer nicht-orientierten oder amorphen Struktur. In diesem Fall wird die darunterliegende Schicht, welche verwendet wird, entfernt, wenn man die piezoelektrische Schicht 3 epitaktisch wachsen lässt.
(Herstellungsverfahren für die piezoelektrische Vorrichtung)
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf das Herstellungsverfahren für die oben beschriebenen piezoelektrischen Vorrichtungen 100A bis 100D erläutert.
Zunächst wird, wie in (a) von gezeigt, das Trägermaterial 1 vorbereitet. Beispiele für das Trägermaterial 1 sind Trägermaterialien aus einkristallinem Si, Saphir, Magnesiumoxid usw. Vor allem wenn piezoelektrische Schichten aus PZT usw. gebildet werden, sind Trägermaterialien aus einkristallinem Si gut geeignet.
Danach wird, wie in (b) von gezeigt, auf das Trägermaterial 1 die Metallschicht 2 als darunter liegende Schicht für die piezoelektrische Schicht 3 aufgebracht. Die Metallschicht 2 wird erhalten, indem man zum Beispiel durch Aufdampfen oder Sputtern oder Ähnlichem unter Bedingungen, bei denen das Trägermaterial 1 auf hohe Temperaturen erwärmt wird, das Metallmaterial auf dem Trägermaterial 1 epitaktisch wachsen lässt. Zum Beispiel kann man, nachdem man das Si-Trägermaterial 1 auf etwa 400 bis 600°C erwärmt hat, die Metallschicht 2, die entsprechend der Flächenorientierung des Si-Trägermaterials 1 vorzugsorientiert ist, durch Sputtern des Metallmaterials erhalten. Eine Metallschicht 2 ist nicht unbedingt erforderlich, wenn aber eine Metallschicht 2 verwendet wird, kann leicht eine piezoelektrische Schicht 3 mit hoher Kristallinität erhalten werden.
Anschließend wird, wie in (c) von gezeigt, auf der Metallschicht 2 die piezoelektrische Schicht 3 aufgebracht. Die vorzugsorientierte piezoelektrische Schicht 3 kann erhalten werden, indem man die darunter liegende Lage, das heißt das Trägermaterial 1 und die Metallschicht 2, auf hohe Temperaturen erhitzt und auf dieser darunter liegenden Lage das piezoelektrische Material zum Beispiel mit Hilfe des Sputter-Verfahrens oder ähnlichem epitaktisch wachsen lässt. Das Si-Trägermaterial 1 und die Metallschicht 2 werden dabei vorzugsweise auf etwa 400 bis 600°C erhitzt.
Danach wird, wie in (d) von gezeigt, auf der piezoelektrische Schicht 3 die Elektrodenschicht 4 aufgebracht.
Die Elektrodenschicht 4 wird auf der piezoelektrischen Schicht 3 vorzugsweise gebildet, ohne dass man das Metall-Material epitaktisch wachsen lässt. Genauer gesagt, erhält man eine Schicht mit einer nicht-orientierten oder amorphen Struktur, wenn das Metall-Material bei niedrigen Temperaturen durch Sputtern durch ein Dampfabscheidungsverfahren oder ähnliches bildet, Da man nicht epitaktisch wachsen lässt, kann die Schicht durch die hohe Geschwindigkeit der Abscheidung in kurzer Zeit erzeugt werden. Die Temperatur des Trägermaterials 1 und der piezoelektrischen Schicht 3 sollte vorzugsweise von Raumtemperatur bis 200°C betragen.
Anschließend wird, wie in (e) von gezeigt, die Elektrodenschicht 4 nach deren Abscheidung mit Hilfe der Harzlage 7 mit dem Trägersubstrat 5 verbunden.
Das Trägersubstrat 5 ist zum Beispiel ein Substrat aus polykristallinem Silicium. Beispiele der Harzlage 7 enthalten Epoxidharz oder Siliconharz. Epoxidharz ist besonders in Bezug auf seine Festigkeit bevorzugt. Beim Verbindungsprozess wird der Kleber zum Beispiel durch Rotationsbeschichtung in einer Dicke von etwa 2000 bis 5000 nm auf dem Trägersubstrat 5 und der Elektrodenschicht 4 aufgebracht. Diese können im Vakuum aufeinandergelegt und verbunden werden.
Danach wird, wie in (f) von gezeigt, das Trägermaterial 1 von der Metallschicht 2 entfernt. Als Verfahren für die Entfernung des Trägermaterials 1 können CMP (chemisch mechanisches Polieren), RIE (reaktives Ionenätzen) verwendet werden. Nach der Entfernung des Trägermaterials 1 wird die Metallschicht 2, die die darunter liegende Schicht der piezoelektrischen Schicht 3 war, an der äußeren Oberfläche freigelegt.
Anschließend wird, wie in (g) von gezeigt, auf der Metallschicht 2 die Elektrodenschicht 8 gebildet. Dabei können die gleichen Verfahren wie bei der Elektrodenschicht 4 verwendet werden. Auf diese Weise wird die piezoelektrische Vorrichtung 100A, mit den Elektrodenschichten 4, 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 komplett.
Falls erforderlich kann auf dem Trägersubstrat 5 die Strukturierung der piezoelektrischen Vorrichtung 100A vorgenommen werden. Außerdem kann, wenn es notwendig ist, eine Schutzschicht usw. gebildet werden, die die piezoelektrische Vorrichtung 100A schützt. Zudem kann die piezoelektrische Vorrichtung 100A erforderlichenfalls in einzelne Teile zerlegt werden. Dabei ist es möglich, die piezoelektrische Vorrichtung 100A nach dem Ablösen von dem Trägersubstrat 5 in einzelne Teile zu zerlegen oder die piezoelektrische Vorrichtung 100A zusammen mit dem Trägersubstrat 5 abzuschneiden und so in einzelne Teile zu zerlegen.
Die piezoelektrische Vorrichtung 100A, die auf der Ober- und Unterseite der piezoelektrischen Schicht 3 die Elektrodenschichten 4, 8 besitzt, kann auf die oben beschriebene Weise hergestellt werden.
Die piezoelektrische Vorrichtung 100B kann anfertigt werden, indem man in (f) von nicht nur das Trägermaterial 1 sondern auch die Metallschicht 2 entfernt.
Die piezoelektrische Vorrichtung 100C kann angefertigt werden, indem man anders als bei dem oben beschriebenen Verfahren der piezoelektrischen Vorrichtung 100B jeweils erst die Zwischenschicht 9 bildet, bevor man die Elektrodenschichten 4, 8 bildet. Für die Bildung der Zwischenschichten kann man das Sputter-Verfahren oder ähnliches verwenden. Es ist auch nicht erforderlich, die Zwischenschicht epitaktisch wachsen zu lassen.
Die piezoelektrische Vorrichtung 100D kann angefertigt werden, indem man anders als bei dem oben beschriebenen Verfahren der piezoelektrischen Vorrichtung 100B erst die elektrisch leitfähige Oxidschicht 10 und dann die Zwischenschicht 9 bildet, bevor man die Elektrodenschichten 4, 8 bildet. Für die Bildung der elektrisch leitfähigen Oxidschicht 10 wird das Sputter-Verfahren oder ähnliches verwendet. Es ist auch nicht erforderlich, die elektrisch leitfähige Oxidschicht epitaktisch wachsen zu lassen.
Weil bei der Bildung der Elektrodenschichten 4, 8 der piezoelektrischen Vorrichtung 100A das Erwärmen des Trägermaterials und Low-Rate-Sputtern nicht erforderlich sind, wird die Abscheidungszeit, die bei konventionellen Verfahren 10–20 Minuten pro Lage beträgt, beträchtlich verkürzt. Durch die Synergie dieser Steigerung des Prozessdurchsatzes und der Senkung der Materialkosten für die Elektrodenschichten 4, 8 werden die Herstellungskosten für die piezoelektrischen Vorrichtungen erheblich verbessert.
[Beispiele]
(Beispiel 1) Piezoelektrische Vorrichtung 100A
Das Si-Trägermaterial 1 wurde auf 400°C erwärmt, dann ließ man in diesem Zustand mit Hilfe des Sputter-Verfahrens eine Pt-Schicht von 50 nm in der Flächenorientierung des Si-Trägermaterials 1 epitaktisch wachsen und erhielt so eine Metallschicht 2 mit einer (100)-Vorzugsorientierung auf dem Si-Trägermaterial 1. Die Wachstumsrate der Pt-Schicht betrug 0,2 nm/sec. Dann erhöhte man die Temperatur des Si-Trägermaterials 1 auf 550°C, ließ mit Hilfe des Sputter-Verfahrens eine Schicht aus Kaliumnatriumniobat (KNN) in einer Dicke von 2000 nm als piezoelektrische Schicht 3 auf der Metallschicht 2 epitaktisch wachsen und erhielt so eine piezoelektrischen Schicht 3 mit einer (110)-Vorzugsorientierung. Anschließend wurde bei Raumtemperatur mit Hilfe des Sputter-Verfahrens auf der piezoelektrischen Schicht 3 eine aus einer Zn-Al-Legierung bestehende Schicht in einer Dicke von 200 nm aufgebracht (atomare Zusammensetzung: Zn₈₈Al₁₂; Elastizitätsmodul 90 GPa; dieses Elastizitätsmodul war kleiner als das Elastizitätsmodul der piezoelektrischen Schicht 3; Spezifischer Widerstand: 6,38 × 10^–8 Ωm) und so die amorphe Elektrodenschicht 4 erhalten. Danach wurde die Elektrodenschicht 4 mit der Epoxidharzlage 7 mit dem Si-Trägersubstrat 5 verbunden. Dann wurde durch einen Ätzvorgang mittels RIE das Si-Trägermaterial 1 von der Metallschicht 2 entfernt. Im Anschluss daran wurde bei Raumtemperatur mit Hilfe des Sputter-Verfahrens auf der Metallschicht 2 eine aus einer Zn-Al-Legierung bestehende Schicht in einer Dicke von 200 nm aufgebracht (die Zusammensetzung und die Eigenschaften sind genauso wie bei der Elektrodenschicht 4) und so die amorphe Elektrodenschicht 8 erhalten. Die Abscheidungsrate der Elektrodenschicht 8 betrug 2 nm/sec.
(Beispiel 2) Piezoelektrische Vorrichtung 100B
Außer dass beim Entfernen des Si-Trägermaterials 1 zusätzlich zum Si-Trägermaterial 1 auch die Metallschicht 2 durch Ätzen behandelt wurde, wurde in gleicher Weise wie bei Beispiel 1 verfahren und so die piezoelektrische Vorrichtung 100B erhalten.
(Beispiel 3) Piezoelektrische Vorrichtung 100C
Außer dass zwischen der piezoelektrischen Schicht 3 und den beiden Elektrodenschichten 4, 8 mit Hilfe des Sputter-Verfahrens die aus Ti bestehenden Zwischenschichten 9 mit nicht-orientierter Struktur in einer Dicke von 5 nm eingefügt wurden, wurde in gleicher Weise wie bei Beispiel 2 verfahren und so die piezoelektrische Vorrichtung 100C erhalten. Dieser Aufbau verbesserte die Haftfähigkeit zwischen der Elektrodenschicht 4 sowie der Elektrodenschicht 8 und der piezoelektrischen Schicht 3.
(Beispiel 4) Piezoelektrische Vorrichtung 100D
Mit der Ausnahme dass zwischen den Zwischenschichten 9 und der piezoelektrischen Schicht 3 mit Hilfe des Sputter-Verfahrens jeweils eine aus SrRuO₃ bestehende elektrisch leitfähige Oxidschicht 10 mit nicht-orientierter Struktur in einer Dicke von 20 nm eingefügt wurde, wurde in gleicher Weise wie bei Beispiel 3 verfahren und so die piezoelektrische Vorrichtung 100D erhalten. Da gemäß dieser Ausführungsform die Haftfähigkeit zwischen den Elektrodenschichten 4, 8 und der piezoelektrischen Schicht 3 verbessert und gleichzeitig die Redoxreaktion zwischen den Zwischenschichten 9 und der piezoelektrischen Schicht 3 unterdrückt wird, konnte durch die chemische Stabilität der piezoelektrischen Schicht 3 eine hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung erreicht werden.
(Beispiel 5) Piezoelektrische Vorrichtung 100A'
Außer dass als Elektrodenschichten 4, 8 eine Al₉₅Cu₅-Legierung verwendet wurde, wurde eine Piezoelektrische Vorrichtung 100A' in gleicher Weise wie bei Beispiel 1 erhalten.
(Beispiel 6) Piezoelektrische Vorrichtung 100A''
Außer dass als Elektrodenschichten 4, 8 eine Ti₉₀Al₆V₄-Legierung verwendet wurde, wurde eine Piezoelektrische Vorrichtung 100A'' in gleicher Weise wie bei Beispiel 1 erhalten.
(Beispiel 7) Piezoelektrische Vorrichtung 100A''
Außer dass als Elektrodenschichten 4, 8 eine Mg₉₆Al₄-Legierung verwendet wurde, wurde eine Piezoelektrische Vorrichtung 100A'' in gleicher Weise wie bei Beispiel 1 erhalten.
(Vergleichsbeispiel 1) Piezoelektrische Vorrichtung
Das Si-Trägermaterial 1 wurde auf 400°C erwärmt, dann ließ man in diesem Zustand mit Hilfe des Sputter-Verfahrens eine Pt-Schicht in einer Dicke von 200 nm in der Flächenorientierung des Si-Trägermaterials 1 epitaktisch wachsen und erhielt so eine Elektrodenschicht 8' mit einer (100)-Vorzugsorientierung auf dem Si-Trägermaterial 1. Dabei betrug die Abscheidungsrate 0,2 nm/sec. Dann erhöhte man die Temperatur des Si-Trägermaterials 1 auf 550°C, ließ mit Hilfe des Sputter-Verfahrens eine Schicht aus Kaliumnatriumniobat (KNN) in einer Dicke von 2000 nm als Piezoelektrische Schicht 3 auf der Elektrodenschicht 8' epitaktisch wachsen und erhielt so eine Piezoelektrische Schicht 3 mit einer (110)-Vorzugsorientierung. Anschließend wurde bei Raumtemperatur mit Hilfe des Sputter-Verfahrens auf der piezoelektrischen Schicht 3 eine Pt-Schicht in einer Dicke von 200 nm aufgebracht und so die nicht-orientierte Elektrodenschicht 4 erhalten. Danach wurde der Elektrodenschicht 4 mittels der Epoxidharzlage 7 mit dem Si-Trägersubstrat 5 verbunden. Dann wurde durch einen Ätzprozess mittels RIE das Si-Trägermaterial 1 von der Elektrodenschicht 8' entfernt. Den Aufbau der so erhaltenen piezoelektrischen Vorrichtung zeigt .
Die piezoelektrischen Vorrichtungen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurden strukturiert, so dass piezoelektrisch bewegliche Teile mit einer Größe des beweglichen Teiles von 1 mm × 2 mm gebildet wurden und das Trägersubstrat 5 entfernt und so rechteckige piezoelektrische Vorrichtungen erhalten wurden. Nachdem diese piezoelektrischen Vorrichtungen auf einem dünnen Edelstahlblech, das mit einem flexiblen Kabel verdrahtet ist, befestigt worden waren, wurde an dem Paar Elektrodenschichten eine Spannung angelegt und der Betrag der Verschiebung des dünnen Bleches verglichen. An jede piezoelektrische Vorrichtung wurde eine Wechselspannung von 5 kHz mit einer Spannung von 0 bis 10 V angelegt und so die Verschiebung davon bewirkt. Die Messung der Verschiebung wurde durchgeführt, indem eine zuvor auf dem dünnen Edelstahlblech aufgebrachte Au-Schicht mit Laserlicht bestrahlt, dessen reflektiertes Licht mit Laser-Doppler-Messungsvorrichtung empfangen und so die Verschiebung pro Einheit der angelegten Spannung bestimmt wurde. Die Verschiebung der piezoelektrischen Vorrichtung von Beispiel 1 betrug 15,3 nm/V, die Verschiebung der piezoelektrischen Vorrichtung von Vergleichsbeispiel 1 betrug 11,2 nm/V. Wie bei Beispiel 1 wurden auch mit den piezoelektrischen Vorrichtungen der Beispiele 2 bis 5 genügend große Verschiebungen im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel erhalten.
Anschließend wurden die Kristallinitäten der piezoelektrischen Schichten in den piezoelektrischen Vorrichtungen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 verglichen. Als Messverfahren diente die Röntgendiffraktometrie, als Messgerät das Gerät ATX-E von Rigaku (AG) und als Messmethode die Out-of-Plane-Methode. Wenn unter diesen Bedingungen die Anteile der Peakintensität der (110)-Orientierung an der gesamten Peakintensität gemessen wurde, so betrugen die Anteile bei der Schichtzusammensetzung im ersten Beispiel 92%, bei der Schichtzusammensetzung des Vergleichsbeispiels dagegen 61%.
Ferner dauert bei der Elektrodenschicht 8 der piezoelektrischen Vorrichtung von Beispiel 1 die Schichtbildung 1 Minute 40 Sekunden, bei der Elektrodenschicht 8' der piezoelektrischen Vorrichtung von Vergleichsbeispiel 1 nimmt sie etwa 17 Minuten in Anspruch.

Claims

Piezoelektrische Vorrichtungen, umfassend: eine erste Elektrodenschicht, eine auf der ersten Elektrodenschicht aufgebrachte piezoelektrischen Schicht, und eine auf der piezoelektrischen Schicht aufgebrachte zweite Elektrodenschicht, wobei von der ersten und zweiten Elektrodenschicht mindestens eine aus einer Legierung besteht und der Hauptbestandteil der Legierung ein aus der aus Ti, Al, Mg und Zn bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall ist.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Legierung eine Legierung ist, die Ti als Hauptbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hauptbestandteil der Legierung Ti ist und die Legierung als Nebenbestandteil Al enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Legierung 90 bis 96 AT% Ti und 4 bis 10 AT% Al enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hauptbestandteil der Legierung Ti ist und die Legierung als Nebenbestandteile Al und V enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Legierung 90 bis 96 AT% Ti, 2 bis 7 AT% Al und 2 bis 5 AT% V enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Legierung eine Legierung ist, die Mg als Hauptbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hauptbestandteil der Legierung Mg ist und die Legierung als Nebenbestandteil Al enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Legierung 92 bis 98 AT% Mg und 2 bis 8 AT% Al enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Legierung eine Legierung ist, die Al als Hauptbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hauptbestandteil der Legierung Al ist und die Legierung ein aus Cu, Mg und Mn ausgewähltes Element als Nebenbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Legierung 90 bis 99 AT% Al und 1 bis 6 AT% eines aus Cu, Mg und Mn ausgewählten Elementes enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Legierung eine Legierung ist, die Zn als Hauptbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hauptbestandteil der Legierung Zn ist und die Legierung Al als Nebenbestandteil enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Legierung 80 bis 92 AT% Zn und 8 bis 20 AT% Al enthält.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Elektrodenschicht eine nicht-orientierte oder amorphe Struktur besitzen.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Piezoelektrische Schicht eine Struktur mit einer Vorzugsorientierung besitzt.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei zwischen der piezoelektrischen Schicht und mindestens einer der Elektrodenschichten zusätzlich eine Zwischenschicht angebracht ist, die aus einem Element ausgewählt aus Al, Ti, Zr, Ta, Cr, Co, Ni besteht.
Piezoelektrische Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei zwischen der piezoelektrischen Schicht und mindestens einer der Elektrodenschichten zusätzlich eine elektrisch leitfähige Oxidschicht angebracht ist.