[发明专利]压电膜以及压电振子

说明书

本发明提供能够充分地确保压电特性并降低应力的压电膜以及压电振子。压电膜含有AlN结晶、在AlN结晶中与Al进行置换的至少一种第一元素、以及具有比第一元素的离子半径小且，Al的离子半径大的离子半径并被添加到AlN结晶的第二元素。

技术领域

本发明涉及压电膜以及压电振子。

背景技术

以往，已知有使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术的压电振子。例如专利文献1公开了通过在压电振子的压电膜使用对AlN(氮化铝)添加了Sc(钪)的ScAlN(含钪氮化铝)膜，从而提高压电振子的压电特性。

专利文献1：日本特开2009－010926号公报

专利文献2：日本特开2013－219743号公报

专利文献3：日本特开2006－270506号公报

非专利文献1:Mark-Alexandre Dubois他著，“Stress and piezoelectricproperties of aluminum nitride thin films deposited onto metal electrodes bypulsed direct current reactive sputtering”，JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，Volume89，No.11，2001年6月1日，pp.6389-6395

通常，已知若通过溅射法在Si(硅)等基板上使该ScAlN膜成膜，则在成膜的ScAlN膜内产生应力即压缩应力。这样的应力导致压电膜的裂缝等机械破坏，因此不优选。考虑应力的产生是由于在AlN结晶中，一部分的Al(铝)原子置换为具有比Al原子的离子半径大的离子半径的Sc(钪)原子，所以晶格膨胀而形变。

在ScAlN的成膜时，若使Ar(氩)以及N₂(氮气)的混合气体的气压与通常相比增加，则针对ScAlN膜的溅射粒子的打入效果降低，能够降低ScAlN膜内的应力。然而，可知由于气压的增加而溅射粒子的动能减小，ScAlN膜的结晶性劣化而压电特性降低。以往，不容易兼得应力的降低和压电特性的提高。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供能够充分地确保压电特性并降低应力的压电膜以及压电振子。

本发明的一侧面所涉及的压电膜含有AlN结晶、在AlN结晶中与Al进行置换的至少一种第一元素、以及具有比第一元素的离子半径小且比Al的离子半径大的离子半径并被添加到AlN结晶的第二元素。

根据本发明，能够提供能够充分地确保压电特性并降低应力的压电膜以及压电振子。

附图说明

图1是示意地表示一具体例所涉及的压电振动装置的外观的立体图。

图2是示意地表示一具体例所涉及的压电振动装置的结构的分解立体图。

图3是沿着图2的3－3线的压电振子的剖面的示意图。

图4是表示各元素的离子半径的表。

图5是表示各元素的离子半径的表。

图6是表示验证了本发明的第一实施方式的效果的结果的表。

图7是示意地表示示出其它的具体例所涉及的压电振动装置的外观的结构的分解立体图。

图8是沿着图7的8－8线的压电振子的剖面的示意图。

图9与图6对应，是表示验证了本发明的第二实施方式的效果的结果的表。

图10与图6对应，是表示验证了本发明的第三实施方式的效果的结果的表。