专利名称：压电薄膜元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用了压电薄膜的压电薄膜元件，更详细地说涉及在硅基板上 具有碱性铌氧化物系钙钛矿构造的压电薄膜的压电薄膜元件。
背景技术：
压电体根据各种目的加工成各种压电元件，尤其是作为对压电元件施加电 压而使其产生变形并动作的驱动器，或相反地根据从压电元件的变形发生的电 压检测物理量的传感器等的功能性电子部件广泛使用。作为用于驱动器或传感 器的用途的压电体，一直以来广泛使用具有优良的压电特性的铅系材料的电介
质，尤其是被称为PZT的用一般式Pb (Zrl -xTix) 03表示的PZT系的钙 钬矿型铁电体，通常通过烧结由各个元素构成的氧化物而形成。
目前，随着各种电子部件的小型化、高性能化的推进，在压电元件中也强 烈要求小型化、高性能化。然而，使用以往的制作方法即以烧结法为中心的制 造方法而制作的压电材料随着将其厚度变薄，尤其是随着厚度接近10jLim左 右的厚度，逐渐靠近构成材料的晶粒的大小，从而不能忽视其影响。因此，发 生特性的不均和恶化变得明显的问题，为了避免该问题，近年来对应用了不同 于烧结法的薄膜技术等的压电体的形成法进行了研究。最近，在硅基板上用溅 射法形成的PZT薄膜作为高灵敏度的陀螺传感器(角速度传感器)用的压电 薄膜而实际应用(例如，参照专利文献l:日本特开2005 - 203725号公报)。
另一方面，由PZT构成的压电烧结体或压电薄膜由于含有铅60 70重量 %左右，所以从生态学的观点及防止公害的方面考虑不理想。于是，考虑到对 环境的影响而希望开发出不含铅的压电体。
目前，正在研究各种非铅压电材料，其中有铌酸钾钠， 一般式为(K^Nax) Nb03 (0<x<i)(以下，还称为KNN)。 KNN是具有钓钛矿构造的材料，作 为非铅材料显示出比较良好的压电特性，因此作为非铅压电材料的有力的候补 而寄予期望。
权利要求
1.一种压电薄膜元件，在硅基板上具有下部电极、压电薄膜和上部电极，其特征在于，上述压电薄膜具有用一般式(K1-xNax)NbO3(0＜x＜1)表示的碱性铌氧化物系钙钛矿构造的薄膜，上述(K1-xNax)NbO3薄膜的面外方向晶格常数c与面内方向晶格常数a的比在0.0980≤c/a≤1.0100的范围。
2. 根据权利要求1所述的压电薄膜元件，其特征在于， 在上述压电薄膜上具有多个(K,-xNax) Nb03 (0<x<l)层的场合，这些多个层中至少最厚的(K^Nax)Nb03 (0<x<l)的同一组成层在0.0980^c/a ^ 1.0100的范围。
3. 根据权利要求1或2所述的压电薄膜元件，其特征在于， 上述下部电极由Pt或Au构成。
全文摘要
本发明提供一种使用了具有可代替PZT薄膜的压电特性的KNN压电薄膜的压电薄膜元件。在硅基板(1)上具有下部电极(2)、压电薄膜(3)和上部电极(4)的压电薄膜元件中，上述压电薄膜(3)具有用一般式(K<sub>1-x</sub>Na<sub>x</sub>)NbO<sub>3</sub>(0＜x＜1)表示的碱性铌氧化物系钙钛矿构造的薄膜，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数c与面内方向晶格常数a的比在0.0980≤c/a≤1.0100的范围。
文档编号H01L41/08GK101599527SQ200910145449
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月1日 优先权日2008年6月5日
发明者冈史人, 末永和史, 柴田宪治 申请人:日立电线株式会社