压电元件及其制造方法技术

压电元件(100)包括压电体层(110)、第1电极层(120)以及第2电极层(130)。压电体层(110)具有第1面(111)和第2面(112)。第2面(112)位于与第1面(111)相反的那一侧。第1电极层(120)设于第1面(111)上。第2电极层(130)设于第2面(112)上。第2电极层(130)至少局部隔着压电体层(110)而与第1电极层(120)相对。第2电极层(130)含有硅作为主要成分。压电体层(110)由单晶形成。晶形成。晶形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电元件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及压电元件及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为公开了压电元件的结构的文献，有日本特开2009
‑
302661号公报(专利文献1)。专利文献1所记载的压电元件包括硅基板、压电体膜以及导电体膜。压电体膜由压电体例如氮化铝(AlN)形成，设于硅基板上。导电体膜由导电材料形成，设于压电体膜上。AlN膜通过反应性磁控溅射法成膜，通过使用氯类气体的RIE(Reactive Ion Etching)构成图案而形成。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2009
‑
302661号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]在以往的压电元件中，在由硅形成的电极层上成膜的压电体层为多晶。在由多晶形成的压电体层中存在晶界。由多晶形成的压电体层的介电常数由于上述晶界的存在而存在比较高的倾向，随之存在压电体层的静电电容也变高的倾向。若压电体层的静电电容较高，则压电体层的电阻的值变低。因此，在向由硅形成的电极层与位于压电体层上的导电体膜之间施加电压的情况下，向由硅形成的电极层分压的电压变大，向压电体层分压的电压变小。因此，以往的压电元件的驱动效率较低。
[0008]本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够提高驱动效率的压电元件。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]基于本专利技术的压电元件包括压电体层、第1电极层以及第2电极层。压电体层具有第1面和第2面。第2面位于与第1面相反的那一侧。第1电极层设于第1面上。第2电极层设于第2面上。第2电极层至少局部隔着压电体层而与第1电极层相对。第2电极层含有硅作为主要成分。压电体层由单晶形成。
[0011]基于本专利技术的压电元件的制造方法包括接合第2电极层的工序和层叠第1电极层的工序。在接合第2电极层的工序中，通过表面活化接合或原子扩散接合而使第2电极层接合于具有第1面和位于与第1面相反的那一侧的第2面的压电体层的第2面侧。在层叠第1电极层的工序中，在压电体层的第1面侧，以至少局部隔着压电体层而与第2电极层相对的方式层叠第1电极层。第2电极层含有硅作为主要成分。压电体层由单晶形成。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据本专利技术，能够提高压电元件的驱动效率。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的实施方式1的压电元件的俯视图。
[0015]图2是从
Ⅱ‑Ⅱ
线箭头方向观察图1的压电元件而得到的剖视图。
[0016]图3是从
Ⅲ‑Ⅲ
线箭头方向观察图1的压电元件而得到的剖视图。
[0017]图4是表示本专利技术的实施方式1的压电元件的等效电路的图。
[0018]图5是示意性地表示本专利技术的实施方式1的压电元件的膜片部的局部的图。
[0019]图6是示意性地表示本专利技术的实施方式1的压电元件的驱动时的膜片部的局部的图。
[0020]图7是在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中准备压电单晶基板的图。
[0021]图8是在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中准备包含第2电极层的层叠基板的图。
[0022]图9是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中使压电单晶基板接合于包含第2电极层的层叠基板的状态的图。
[0023]图10是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中切削压电单晶基板而形成压电体层的状态的剖视图。
[0024]图11是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中设置第1电极层的状态的剖视图。
[0025]图12是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中在压电体层形成孔部等的状态的剖视图。
[0026]图13是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中在第2电极层形成孔部等的状态的剖视图。
[0027]图14是表示在本专利技术的实施方式1的压电元件的制造方法中在包含第2电极层的层叠基板的与第2电极层侧相反的那一侧设置开口的状态的图。
[0028]图15是本专利技术的实施方式2的压电元件的俯视图。
[0029]图16是从
ⅩⅥ‑ⅩⅥ
线箭头方向观察图15的压电元件而得到的剖视图。
[0030]图17是本专利技术的实施方式3的压电元件的俯视图。
[0031]图18是从
ⅩⅧ‑ⅩⅧ
线箭头方向观察图17的压电元件而得到的剖视图。
具体实施方式
[0032]以下，参照附图，说明本专利技术的各实施方式的压电元件。在以下的实施方式的说明中，对图中的相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
[0033](实施方式1)
[0034]图1是本专利技术的实施方式1的压电元件的俯视图。图2是从
Ⅱ‑Ⅱ
线箭头方向观察图1的压电元件而得到的剖视图。图3是从
Ⅲ‑Ⅲ
线箭头方向观察图1的压电元件而得到的剖视图。
[0035]如图1～图3所示，本专利技术的一个实施方式的压电元件100包括压电体层110、第1电极层120、第2电极层130、基部140、第1连接电极150以及第2连接电极160。
[0036]如图2所示，压电体层110具有第1面111和第2面112。第2面112位于与第1面111相反的那一侧。
[0037]在本实施方式中，压电体层110的厚度为0.3μm以上且5.0μm以下，优选为0.5μm以上且1.0μm以下。
[0038]压电体层110由单晶形成。适当选择压电体层110的切割方位以使压电元件100体现期望的装置特性。在本实施方式中，压电体层110由单晶基板形成，具体而言是旋转Y切割基板。另外，该旋转Y切割基板的切割方位具体而言是30
°
。若上述旋转Y切割基板的切割方位是30
°
，则后述的膜片部的弯曲振动的位移进一步变大。
[0039]适当选择构成压电体层110的材料以使压电元件100体现期望的装置特性。在本实施方式中，压电体层110由碱金属铌酸盐类的化合物或碱金属钽酸盐类的化合物构成。这些化合物的压电常数比较高，例如比氮化铝(AlN)的压电常数高。在本实施方式中，上述碱金属铌酸盐类的化合物或上述碱金属钽酸盐类的化合物所含有的碱金属由锂、钠以及钾中的至少一者形成。在本实施方式中，压电体层110由铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)构成。
[0040]如图2所示，第1电极层120设于第1面111上。也可以是，在第1电极层120与压电体层110之间形成有密合层。
[0041]如图1和图3所示，第1电极层120具有相对电极部121、布线部122以及外侧电极部123。在本实施方式中，在从与第1面111垂直的方向观察时，相对电极部121位于压电元件100的大致中央，具有圆形状的外形。如图3所示，外侧电极部123位于第1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压电元件，其中，该压电元件包括：压电体层，其具有第1面和位于与该第1面相反的那一侧的第2面；第1电极层，其设于所述第1面上；以及第2电极层，其设于所述第2面上，至少局部隔着所述压电体层与所述第1电极层相对，所述第2电极层含有硅作为主要成分，所述压电体层由单晶形成。2.根据权利要求1所述的压电元件，其中，所述第2电极层含有单晶硅作为主要成分。3.根据权利要求1或2所述的压电元件，其中，所述压电体层由碱金属铌酸盐类的化合物或碱金属钽酸盐类的化合物构成。4.根据权利要求3所述的压电元件，其中，所述压电体层由铌酸锂构成。5.根据权利要求3所述的压电元件，其中，所述压电体层由钽酸锂构成。6.根据权利要求1～5中任一项所述的压电元件，其中，该压电元件还包括基部，该基部支承至少包含所述第1电极层、所述压电体层以及所述第2电极层的层叠体，所述基部位于所述层叠体的第2电极层侧，并且，以在从所述层叠体的层叠方向观察时沿着所述层叠体的周缘的方式形成。7.根据权利要求6所述的压电元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：池内伸介，小林真人，铃木胜之，黑川文弥，岸本谕卓，山田一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：