JP7307029B2 - 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
第1実施形態に係る圧電デバイスは、上方斜視図である図1、図1のII-II方向から見た模式的な断面図である図2、及び下方斜視図である図3に示すように、少なくとも一部が屈曲振動可能な、分極状態が一様である圧電単結晶体10と、圧電単結晶体10の上表面上に配置された上部電極22と、圧電単結晶体10の下表面上に配置された下部電極21と、圧電単結晶体10の下方に配置された支持基板40と、を備える。圧電デバイスには、支持基板40の下表面から圧電単結晶体10の下表面上に向かう凹部141が設けられている。
第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。第2実施形態に係る圧電デバイスは、図11に示すように、支持基板50がシリコン基板である。第2実施形態に係る圧電デバイスには、支持基板50の下表面から圧電単結晶体10の下表面上に向かう凹部151が設けられている。凹部151の底面152からは、非晶質層30が露出している。
第3実施形態に係る圧電デバイスは、図16に示すように、圧電単結晶体10の上表面及び上部電極22を覆う支持膜70をさらに備える。支持膜70の材料としては、ポリシリコン、窒化ケイ素、及び窒化アルミニウム等が使用可能である。第3実施形態においては、支持膜70も、屈曲振動膜の一部をなす。このように、支持膜70を圧電単結晶体10の上表面を覆うように配置して、支持膜70に、外気に対する保護膜としての機能も持たせることが可能である。
Claims (13)
- 分極状態が一様であり、粒界がない圧電単結晶体と、
前記圧電単結晶体の上表面上に配置された上部電極と、
前記圧電単結晶体の下表面上に配置された下部電極と、
前記圧電単結晶体の下表面上及び前記下部電極の下表面上に配置された非晶質層と、
前記非晶質層の下方に配置された支持基板と、
を備え、
前記支持基板の下表面から前記圧電単結晶体の下表面上に向かう凹部が設けられており、
前記凹部の上方に配置されている前記圧電単結晶体が屈曲振動する際に、応力中立面が前記圧電単結晶体の外に存在し、
前記凹部の底面において前記非晶質層の一部が除去されており、前記圧電単結晶体の下表面及び前記下部電極が露出している、
圧電デバイス。 - 前記圧電単結晶体を複層備え、
前記複層が上層と下層を備え、
前記上部電極が前記上層の圧電単結晶体の上表面上に配置されており、
前記下部電極が前記下層の圧電単結晶体の下表面上に配置されており、
前記上層及び下層のそれぞれの前記圧電単結晶体の分極状態が一様である、
請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記下部電極が前記圧電単結晶体の平坦な下表面上に配置されている、請求項1又は2に記載の圧電デバイス。
- 前記非晶質層が断熱材からなる、請求項1から3のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 前記支持基板が、ハンドル層、ハンドル層上に配置された埋め込み酸化膜、及び埋め込み酸化膜上に配置された活性層を備えるシリコン・オン・インシュレーター基板であり、
前記非晶質層の下表面と前記シリコン・オン・インシュレーター基板の前記活性層の上表面とが接合している、
請求項1から4のいずれか1項に記載の圧電デバイス。 - 前記圧電単結晶体の上表面及び前記上部電極上に配置された支持膜をさらに備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 分極状態が一様である圧電単結晶体を用意することと、
前記圧電単結晶体の下表面上に下部電極を形成することと、
前記圧電単結晶体の上表面上に上部電極を形成することと、
前記圧電単結晶体の下表面上及び前記下部電極の下表面上に、非晶質層を形成することと、
前記非晶質層の下方に支持基板を配置することと、
前記支持基板の下表面から前記圧電単結晶体の下表面上に向けて凹部を形成することと、
を含み、
前記凹部の上方に配置されている前記圧電単結晶体が屈曲振動する際に、応力中立面が前記圧電単結晶体の外に存在するよう前記凹部の深さを設定し、
前記圧電単結晶体に粒界がなく、
前記凹部を形成することにおいて、前記非晶質層の一部を除去し、前記凹部の底面に前記圧電単結晶体の下表面及び前記下部電極が露出させる、
圧電デバイスの製造方法。 - 前記圧電単結晶体が複層であり、
前記複層が上層と下層を備え、
前記下部電極を前記下層の圧電単結晶体の下表面上に形成し、
前記上部電極を前記上層の圧電単結晶体の上表面上に形成し、
前記上層及び下層のそれぞれの前記圧電単結晶体の分極状態が一様である、
請求項7に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記下部電極が前記圧電単結晶体の平坦な下表面上に形成される、請求項7又は8に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記非晶質層が断熱材からなる、請求項7から9のいずれか1項に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記非晶質層の下表面と前記支持基板の上表面とを接合することをさらに含む、請求項7から10のいずれか1項に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記支持基板が、ハンドル層、ハンドル層上に配置された埋め込み酸化膜、及び埋め込み酸化膜上に配置された活性層を備えるシリコン・オン・インシュレーター基板であり、
前記接合することにおいて、
前記非晶質層の下表面と前記シリコン・オン・インシュレーター基板の前記活性層の上表面とを接合する、
請求項11に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記圧電単結晶体の上表面及び前記上部電極上に支持膜を形成することをさらに含む、請求項7から12のいずれか1項に記載の圧電デバイスの製造方法。
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