压电体膜、压电体膜的制造方法、压电组件和压电器件与流程

本发明涉及压电体膜、压电体膜的制造方法、压电组件和压电器件。

背景技术：

1、压电体膜具有高压电性，因此具备压电体膜的压电组件例如，广泛用于压力传感器、加速度传感器等传感器、高频过滤器件、压电执行器等压电器件。

2、在基材等上使压电体膜结晶生长而形成时，通过使压电体膜的结晶沿c轴向取向化，从而压电体膜具有高压电特性，但是由于膜应力增大，因此压电体膜易于弯曲。因此，在设置压电体膜的基材为pet等低刚性基材的情况下，在基材上设置有压电体膜的层叠体产生翘曲，在翘曲过强的情况下，变形为筒状。另一方面，在基材为si基板、玻璃基板等高刚性基材的情况下，由于压电体膜产生裂缝，基材与压电体层之间产生剥离变得容易，因此在将层叠体用于压电组件时，对于压电组件的压电特性带来不良影响。

3、因此，对于使压电体膜高取向化的同时抑制压电体膜的膜应力的方法进行了各种研究，提出了在基材与压电体膜之间配置有应力控制层的压电组件。

4、作为这样的压电组件，例如，公开了在基板上，依次层叠而具备下部电极层、取向控制层、压电体层和上部电极层的压电体组件(例如，参照专利文献1)。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1:日本特开2008-42069号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，以往的压电体组件在下部电极层与压电体层之间具有取向控制层，因此存在由于取向控制层的影响而下部电极层与压电体层的晶格匹配易于崩溃这样的问题。如果晶格匹配崩溃，则压电体层的结晶取向性紊乱，压电体层的高取向化变得困难，使压电特性降低。压电体组件以压电体层的厚度方向的振动(厚度振动)作为动作原理，因此压电体层为了发挥高压电特性，要求压电体层具有结晶方位朝向同一方向的高结晶取向性。

3、此外，取向控制层自身具有膜应力，因此由取向控制层带来的膜应力作用于位于取向控制层的下方的下部电极层，因此存在下部电极层与取向控制层之间的剥离、下部电极层的开裂、基板的翘曲等产生，降低压电体组件的器件特性这样的问题。

4、本发明的一方式的目的在于提供能够发挥优异的压电特性，并且能够降低膜应力的压电体膜。

5、用于解决课题的方法

6、本发明涉及的压电体膜的一方式为具备具有纤维锌矿型的晶体结构的压电材料作为主成分，该压电体膜具有包含kr的添加元素，上述压电材料包含选自由zn、al、ga、cd和si所组成的组中的一种成分作为阳性元素，上述压电材料中的kr元素的含量相对于含有元素的含量的比例为0.01atm％～0.05atm％。

7、本发明涉及的压电体膜的制造方法的一方式为上述压电体膜的制造方法，在包含kr和氧的混合气体气氛中，通过使用了包含zn的靶标的溅射法，通过在基材上包含kr的同时将上述压电材料进行溅射，从而成膜为上述压电体膜。

8、本发明涉及的压电组件的一方式为在基材上具备电极和压电体层，上述压电体层为上述压电体膜。

9、发明的效果

10、本发明涉及的压电体膜的一方式能够发挥优异的压电特性，并且能够降低膜应力。

技术特征：

1.一种压电体膜，其具备具有纤维锌矿型的晶体结构的压电材料作为主成分，

2.根据权利要求1所述的压电体膜，

3.根据权利要求1或2所述的压电体膜，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电体膜，

5.一种压电体膜的制造方法，其为权利要求1～4中任一项所述的压电体膜的制造方法，

6.根据权利要求5所述的压电体膜的制造方法，

7.一种压电组件，其在基材上具备电极和压电体层，

8.一种压电器件，其具备权利要求7所述的压电组件。

技术总结
本发明涉及的压电体膜具备具有纤维锌矿型的晶体结构的压电材料作为主成分，所述压电体膜具有包含Kr的添加元素，上述压电材料包含选自由Zn、Al、Ga、Cd和Si所组成的组中的一种成分作为阳性元素，上述压电材料中的Kr元素的含量相对于含有元素的含量的比例为0.01atm％～0.05atm％。

技术研发人员：圆冈岳,中村大辅,石川岳人,待永广宣
受保护的技术使用者：日东电工株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16