JP2012227415A - 圧電デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電デバイス1の基板11上には、電極層23を含む下地層13を介して、圧電体14が形成される。下地層13は、第1の層21と、第2の層22とを含んでいる。第1の層21は、金属酸化物または金属窒化物からなる。第2の層22は、第1の層21の金属酸化物の構成金属と同じ金属、または金属窒化物の構成金属と同じ金属からなる。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施形態の圧電デバイス1の概略の構成を示す断面図である。この圧電デバイス1は、基板11上に、熱酸化膜12と、下地層13と、圧電体14と、上部電極15とをこの順で形成して構成されている。なお、以下での説明の理解がしやすいように、部材番号の後に、その部材番号の層を構成する材料の一例を括弧書きで示している。
次に、第1の層21の表面を還元して第2の層22を形成する際に用いる還元装置について説明する。
次に、上記構成の圧電デバイス1の製造方法について説明する。図4は、圧電デバイス1の製造時の流れを、各製造工程での断面図とともに示している。なお、半導体の製造に使用される基板の厚さは、国際規格(SEMI)でサイズ(直径)ごとに定められているため、上記基板を基板11として用いる場合は、デバイスで必要となる厚さ(例えば400〜600μm程度)に予め研磨しておいてもよい。
Au層15bの成膜温度は例えば600℃であり、膜厚は例えば100〜300nmである。このようにして、Ti層15aとAu層15bとからなる上部電極15が形成され、圧電デバイス1が完成する。
以上のように、本実施形態の圧電デバイス1およびその製造方法によれば、基板11と圧電体14との間に形成される下地層13に、金属酸化物または金属窒化物からなる第1の層21が含まれている。これにより、圧電体14の構成金属(例えばPb)が基板11側に拡散するのを第1の層21で抑えることができ、上記構成金属の拡散による圧電体14の特性低下を回避することができる。
図6は、本実施形態の圧電デバイス1の他の構成を示す断面図である。図6に示した圧電デバイス1は、図1の圧電デバイス1において、下地層13を下地層80に置き換えたものである。下地層80は、金属層81と、第1の層82と、第2の層83とで構成されている。金属層81、第1の層82および第2の層83は、この順で形成される。
図7は、本実施形態で作製した圧電デバイス1をダイヤフラム(振動板)に応用したときの構成を示す平面図であり、図8は、図7のA−A’線矢視断面図である。圧電体14は、基板11の必要な領域に、2次元の千鳥状に配置されている。基板11において圧電体14の形成領域に対応する領域は、厚さ方向の一部が断面円形で除去された凹部11aとなっており、基板11における凹部11aの上部(凹部11aの底部側)には、薄い板状の領域11bが残っている。電極層(例えば電極層23)を含む下地層13、および上部電極15は、図示しない配線により、外部の制御回路と接続されている。
11 基板
13 下地層
14 圧電体
21 第1の層
22 第2の層
23 電極層
80 下地層
82 第1の層
83 第2の層
Claims (12)
- 基板上に、電極層を含む下地層を介して、圧電体を形成した圧電デバイスであって、
前記下地層は、第1の層と、第2の層とを含んでおり、
前記第1の層は、金属酸化物または金属窒化物からなり、
前記第2の層は、前記第1の層の前記金属酸化物の構成金属と同じ金属、または前記金属窒化物の構成金属と同じ金属からなることを特徴とする圧電デバイス。 - 前記第2の層は、前記第1の層の表面を還元することによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記第2の層は、前記第1の層の構成金属と同じ金属からなる層を、前記第1の層の表面に成膜することによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記第1の層は、WOx、TiOx、TaOx、IrO2、PtO2、RuOx、ReOx、PdOx、OsOx、CrOx、AlOxのいずれかの金属酸化物で構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記第1の層、前記第2の層および前記電極層は、前記基板上にこの順で積層されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記第1の層は、前記電極層を兼ねていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 基板上に、電極層を含む下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層の上に圧電体を形成する圧電体形成工程とを含む圧電デバイスの製造方法であって、
前記下地層形成工程は、
基板上に、金属酸化物または金属窒化物からなる第1の層を形成する工程と、
前記第1の層の上に、前記第1の層の前記金属酸化物の構成金属と同じ金属、または前記金属窒化物の構成金属と同じ金属からなる第2の層を形成する工程とを含んでいることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。 - 前記第2の層を形成する工程では、前記第1の層の表面を還元することによって、前記第2の層を形成することを特徴とする請求項7に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記第2の層を形成する工程では、前記第1の層の構成金属と同じ金属からなる層を、前記第1の層の表面に成膜することによって、前記第2の層を形成することを特徴とする請求項7に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記第1の層を形成する工程では、前記第1の層として、WOx、TiOx、TaOx、IrO2、PtO2、RuOx、ReOx、PdOx、OsOx、CrOx、AlOxのいずれかの金属酸化物からなる層を形成することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記下地層形成工程は、前記第2の層の上に前記電極層を形成する工程をさらに含んでおり、
前記第1の層を形成する工程、前記第2の層を形成する工程、前記電極層を形成する工程は、この順で行われることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の圧電デバイス。 - 前記第1の層は、前記電極層を兼ねており、
前記第1の層を形成する工程、前記第2の層を形成する工程は、この順で行われることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の圧電デバイス。
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