專利名稱：壓電薄膜元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了壓電薄膜的壓電薄膜元件，更詳細(xì)地說(shuō)涉及在硅基板上 具有堿性鈮氧化物系鈣鈦礦構(gòu)造的壓電薄膜的壓電薄膜元件。
背景技術(shù)：
壓電體根據(jù)各種目的加工成各種壓電元件，尤其是作為對(duì)壓電元件施加電 壓而使其產(chǎn)生變形并動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)器，或相反地根據(jù)從壓電元件的變形發(fā)生的電 壓檢測(cè)物理量的傳感器等的功能性電子部件廣泛使用。作為用于驅(qū)動(dòng)器或傳感 器的用途的壓電體，一直以來(lái)廣泛使用具有優(yōu)良的壓電特性的鉛系材料的電介
質(zhì)，尤其是被稱為PZT的用一般式Pb (Zrl -xTix) 03表示的PZT系的鈣 鈥礦型鐵電體，通常通過(guò)燒結(jié)由各個(gè)元素構(gòu)成的氧化物而形成。
目前，隨著各種電子部件的小型化、高性能化的推進(jìn)，在壓電元件中也強(qiáng) 烈要求小型化、高性能化。然而，使用以往的制作方法即以燒結(jié)法為中心的制 造方法而制作的壓電材料隨著將其厚度變薄，尤其是隨著厚度接近10jLim左 右的厚度，逐漸靠近構(gòu)成材料的晶粒的大小，從而不能忽視其影響。因此，發(fā) 生特性的不均和惡化變得明顯的問(wèn)題，為了避免該問(wèn)題，近年來(lái)對(duì)應(yīng)用了不同 于燒結(jié)法的薄膜技術(shù)等的壓電體的形成法進(jìn)行了研究。最近，在硅基板上用濺 射法形成的PZT薄膜作為高靈敏度的陀螺傳感器(角速度傳感器)用的壓電 薄膜而實(shí)際應(yīng)用(例如，參照專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2005 - 203725號(hào)公報(bào))。
另一方面，由PZT構(gòu)成的壓電燒結(jié)體或壓電薄膜由于含有鉛60 70重量 %左右，所以從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)及防止公害的方面考慮不理想。于是，考慮到對(duì) 環(huán)境的影響而希望開(kāi)發(fā)出不含鉛的壓電體。
目前，正在研究各種非鉛壓電材料，其中有鈮酸鉀鈉， 一般式為(K^Nax) Nb03 (0<x<i)(以下，還稱為KNN)。 KNN是具有釣鈦礦構(gòu)造的材料，作 為非鉛材料顯示出比較良好的壓電特性，因此作為非鉛壓電材料的有力的候補(bǔ) 而寄予期望。
權(quán)利要求
1.一種壓電薄膜元件，在硅基板上具有下部電極、壓電薄膜和上部電極，其特征在于，上述壓電薄膜具有用一般式(K1-xNax)NbO3(0＜x＜1)表示的堿性鈮氧化物系鈣鈦礦構(gòu)造的薄膜，上述(K1-xNax)NbO3薄膜的面外方向晶格常數(shù)c與面內(nèi)方向晶格常數(shù)a的比在0.0980≤c/a≤1.0100的范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電薄膜元件，其特征在于， 在上述壓電薄膜上具有多個(gè)(K,-xNax) Nb03 (0<x<l)層的場(chǎng)合，這些多個(gè)層中至少最厚的(K^Nax)Nb03 (0<x<l)的同一組成層在0.0980^c/a ^ 1.0100的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電薄膜元件，其特征在于， 上述下部電極由Pt或Au構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用了具有可代替PZT薄膜的壓電特性的KNN壓電薄膜的壓電薄膜元件。在硅基板(1)上具有下部電極(2)、壓電薄膜(3)和上部電極(4)的壓電薄膜元件中，上述壓電薄膜(3)具有用一般式(K<sub>1-x</sub>Na<sub>x</sub>)NbO<sub>3</sub>(0＜x＜1)表示的堿性鈮氧化物系鈣鈦礦構(gòu)造的薄膜，上述(K<sub>1-x</sub>Na<sub>x</sub>)NbO<sub>3</sub>薄膜的面外方向晶格常數(shù)c與面內(nèi)方向晶格常數(shù)a的比在0.0980≤c/a≤1.0100的范圍。
文檔編號(hào)H01L41/08GK101599527SQ200910145449
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者岡史人, 末永和史, 柴田憲治 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社