專利名稱：壓電裝置、角速度傳感器、電子設(shè)備以及壓電裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如角速度傳感器、壓電致動(dòng)器和熱電紅外線傳感 器的壓電裝置及其制造方法以及配備有該壓電裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
過(guò)去，鋯鈦酸鉛(下文中稱作PZT)被用作在諸如角速度傳感 器的壓電裝置中所使用的壓電膜。為了改善PZT的壓電特性、鐵電 特性、熱電特性等，提出了各種技術(shù)。
日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第Hei 06-350154號(hào)(下文稱作專利文獻(xiàn)1 ) 公開(kāi)了其晶體結(jié)構(gòu)為菱形的PZT薄膜，其中，當(dāng)鋯鈦酸鉛由 Pb,+Y(ZrxTi,.x)03+y表示時(shí)，PbO過(guò)剩組成比Y在0 S Y ^ 0.5的范 圍內(nèi)，以及Zr組成比X在0^X^0.55的范圍內(nèi)。
曰本專利申請(qǐng)公開(kāi)第2005-5689號(hào)(下文稱作專利文獻(xiàn)2) 7> 開(kāi)了由第一電極膜、第二電極膜以及夾置在第一電極膜和第二電極 膜之間的壓電薄膜構(gòu)成的壓電元件。壓電薄膜由相對(duì)于化學(xué)計(jì)量組成具有大于0%且小于等于10%的氧損失的氧化物壓電薄膜構(gòu)成。
此外，配備有具有這種氧損失的壓電薄膜的壓電元件具有比具有化 學(xué)計(jì)量組成的氧化物壓電薄膜更強(qiáng)的壓電特性。
日本專利申請(qǐng)/>開(kāi)第2007-116091號(hào)(下文稱作專利文獻(xiàn)3) 公開(kāi)了包括當(dāng)沒(méi)有被施加電場(chǎng)時(shí)具有晶體取向性的第 一鐵電物質(zhì) 晶體的鐵電體，鐵電體具有以下特性由于施加了預(yù)定電場(chǎng)強(qiáng)度以 上的電場(chǎng)，所以第一鐵電物質(zhì)晶體的至少一部分經(jīng)歷向具有與第一 鐵電物質(zhì)晶體的不同晶系的第二鐵電物質(zhì)晶體的相變。根據(jù)該鐵電 體，可以穩(wěn)定地獲得較大的扭曲位移量。

發(fā)明內(nèi)容
順便提及，當(dāng)加熱時(shí)，已知壓電材料的壓電性能劣化(被稱作 去極化)。然而，因?yàn)橥ǔＴ趯㈦娮咏M件安裝在配線基板上的過(guò)程 中沖丸4于通過(guò)回流焊(solder reflow )等的熱處理，所以存在壓電材泮牛 的壓電性能由于加熱而劣匕的問(wèn)題。
特別是近年來(lái)，回流焊溫度由于考慮到環(huán)境問(wèn)題的無(wú)鉛焊接而 增加，并且由回流焊引起的熱量會(huì)導(dǎo)致壓電材料的壓電性能劣化， 這是成問(wèn)題的。然而，以上的專利文獻(xiàn)1 ~3并沒(méi)有考慮熱量的影 響。
鑒于上述情況，需要一種具有良好耐熱性的壓電裝置、角速度 傳感器、電子設(shè)備以及電子設(shè)備制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種壓電裝置，包括基板、第一 電才及膜、壓電膜和第二電極膜。第一電極膜形成在基板上。壓電膜通過(guò)Pbi+x(ZryTi!-Y)03+x( 0 ￡ X 5 0.3， 0 ^ Y S 0.55 )來(lái)表示并且通過(guò)X射線4汙射法測(cè)量的燒綠石 才目(pyrochlore phase )的峰^f直強(qiáng)度才目只于于4丐4太礦^目(perovskite phase ) 的(100)平面取向、(001 )平面取向、(110)平面取向、(101 ) 平面取向以及(111)平面取向的峰值強(qiáng)度的總和(下文稱為"4丐 鈥礦相的X涉嫌衍射峰值強(qiáng)度的總和")為10%以下。壓電膜以400 nm以上1,000 nm以下的膜厚形成。
第二電極膜用于將電壓施加給壓電膜并且^皮層壓在壓電膜上。
就都是過(guò)渡金屬氧化物的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，鈣鈦礦相和燒綠石是共通 的，但是其性能大大不同。具體地，雖然壓電體的壓電特性可單獨(dú) 地有助于膜中鈣鈦礦相的豐度，但是燒綠石相并不具有有助于壓電 特性的性能，而是用于排除由釣鈦礦相給出的壓電特性。因此，燒 綠石相在壓電膜中的比率增加引起壓電常數(shù)降低或者介電損失增 加，因而導(dǎo)致了壓電膜所需特性的劣化。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的發(fā)明 人已發(fā)現(xiàn)燒綠石相在膜中存在還會(huì)影響壓電裝置的耐熱性并且已 完成本發(fā)明。
具體地，在由以400 nm以上1，000nm以下的厚度形成的鋯鈦 酸鉛形成的壓電膜中，燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度與鈣鈦礦相 的X射線衍射峰值強(qiáng)度的和的比率被設(shè)為10%以下。因此，與強(qiáng)度 比率超過(guò)10%的情況相比，壓電特性在高溫條件下并不劣化并且能 夠明顯^是高耐熱性。
應(yīng)注意，在壓電膜中，過(guò)渡金屬元素(Zr和/或Ti)的一部分 可以4皮在Cr、 Mn、 Fe、 Ni、 Mg、 Sn、 Cu、 Ag、 Nb、 Sb和N的元
素中的至少一種元素所替代。同樣適用于以下描述。4丐4太礦相可以^皮形成為在(100) / (001 )方向上具有60%以 上的取向率。
因此，即使壓電膜被暴露給高溫環(huán)境，仍能夠抑制壓電特性的 劣化并且穩(wěn)定維持期望的壓電特性。
應(yīng)注意，在本i兌明書中，"取向率" 一皮定義為通過(guò)Lotgerling法 測(cè)量的取向率F (參見(jiàn)F.K. Lotgerling: J. Inorg, Nucl. Chem., 9(1959).113 )。
具體地，耳又向率F通過(guò)以下表達(dá)式來(lái)表示。
F(%)=[(P - P0)/(1 - P0)]"00…(i)
在表達(dá)式(i)中，P為從取向平面的反射強(qiáng)度的和與總反射強(qiáng) 度的和的比率。在(001)取向的情況下，P為來(lái)自(001)的反射
強(qiáng)度i (ooi)的和i:i (ooi)與來(lái)自所有晶體平面(hki)的反射強(qiáng)
度I (hkl )的和21 (hkl )的比率({2I(001)/SI(hkl)})。例如，在 鈣鈦礦晶體中的(001 )取向的情況下，建立P = I(001)/[I(001) + 1(100) + I(101) + I(110) + I(111)]。
PO表示示出完全隨才幾取向的樣本的P。當(dāng)示出了完全隨機(jī)取向 (P = P0)時(shí)，F(xiàn)為00/0。當(dāng)為完全取向(P=l )時(shí)，F(xiàn)為1000/0。
壓電膜經(jīng)受用于消除在膜中的燒綠石相的熱處理。
因此，由于在膜中的燒綠石相的豐度降低，所以能夠增強(qiáng)壓電 月莫的耐熱性。
壓電膜可以由通過(guò)Pb!+x(ZryTihY)03+x (0^X^0.3， 0^Y^ 0.55)表示的鋯鈥酸鉛或4太酸鉛形成的薄膜構(gòu)成。因此，可以穩(wěn)定地獲得具有高特性的壓電膜。
壓電膜可以由濺射膜構(gòu)成，濺射膜由形成在第 一 電極膜上的鋯 4太酸鉛或4太酸鉛形成。
因此，能夠形成相對(duì)于第 一 電極膜具有高粘性的高強(qiáng)度壓電膜。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種壓電裝置制造方法，包括 在基外反上形成電才及力莫。在電才及月莫上，通過(guò)Pb!+x(ZivTh-Y)O3+x(0^X
)表示的、其4丐4太石戶才目在(100) / (001 )方向上 具有60%以上耳又向率的壓電膜以400 nm以上1,000 nm以下的力莫厚 形成。為了消除在壓電膜中的燒綠石相，壓電膜在5。C/sec以上的 溫度上升速率、600。C以上900。C以下的保持溫度以及10分鐘以上 的保持時(shí)間的條件下經(jīng)受熱處理。
為了消除在剛沉積之后的膜中的燒綠石相，執(zhí)行在壓電膜上的 熱處理。由于熱處理，可以將通過(guò)X射線^"射法測(cè)量的燒纟錄石相的 峰值強(qiáng)度抑制到相對(duì)應(yīng)鈣鈥礦相的X射線衫于射峰值強(qiáng)度的和為 10%以下。因此，能夠制造具有良好耐熱性并且其壓電特性不會(huì)在 高溫在劣化的壓電裝置。
壓電力莫可以通過(guò)濺射法形成。
因此，可以形成相對(duì)于電極膜具有良好粘性的高強(qiáng)度壓電膜。
在形成壓電膜的過(guò)程中，可以將基4反加熱至400°C以上600°C 以下的溫度。
因此，可以促進(jìn)晶體鋯鈦酸鉛在基板上的形成。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子設(shè)備包括如此構(gòu)造的壓電裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子設(shè)備包括具有上述結(jié)構(gòu)的角速
度傳感器。
由于壓電裝置和角速度傳感器具有良好的壓電特性和耐熱性， 所以可以提供高可靠性的電子設(shè)備。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以獲得包括具有良好耐熱 性的壓電膜的壓電裝置和角速度傳感器。
如附圖所示，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，本 發(fā)明的這些和其他目的、特4i和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)。
附圖i兌明


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的角速度傳感器的示意性結(jié)構(gòu)的 示圖，圖1A是安裝表面?zhèn)壬系恼w透視圖，圖1B是示出主要部分 的截面圖2是示出構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之前的 在PbO組成比(X)、壓電常數(shù)(d31)以及介電損失(tanS)之間 的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖3是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之后 的在PbO組成比(X)、壓電常數(shù)(d31 )以及介電損失(tan5)之 間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖4是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之前 的在Zr組成比(Y)、壓電常數(shù)(d31)以及介電損失(tanS)之間 的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖5是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之后 的在Zr組成比(Y)、壓電常數(shù)(d31)以及介電損失(tanS)之間 的關(guān)系的實(shí)-驗(yàn)結(jié)果；
圖6是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜中的Zr組成 比(Y)與耐熱性之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖7是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜中的燒綠石相 的X射線衍射峰值強(qiáng)度比與壓電常數(shù)(d31 )之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)
果；
圖8是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜中的燒綠石相 的X射線衍射峰值強(qiáng)度比與耐熱性之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖9是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜中的鈣鈦礦相 的(100) / (001 )取向率和耐熱性之間的關(guān)系的實(shí)-驗(yàn)結(jié)果；
圖IO是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的膜厚與壓 電常數(shù)(d31)之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖11是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的膜厚和與 耐熱性之間的關(guān)系的實(shí)一驗(yàn)結(jié)果；
圖12是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜上所執(zhí)行的 熱處理中的溫度上升速率與膜中燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度 比之間的關(guān)系的實(shí)馬金結(jié)果；
圖13是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜上所執(zhí)行的 熱處理中的溫度與膜中的燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比之間 的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖14是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之 前的X射線衍射圖樣的實(shí)例的示圖15是示出在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之 后X射線衍射圖樣的實(shí)例的示圖16是在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之前執(zhí) 行的耐熱性評(píng)價(jià)的實(shí)-瞼結(jié)果；
圖17是在構(gòu)成角速度傳感器裝置的PZT薄膜的熱處理之后執(zhí) 行的耐熱性評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
圖18是示出安裝表面?zhèn)壬系氖疽庑越Y(jié)構(gòu)的、根據(jù)本發(fā)明另一 個(gè)實(shí)施例的角速度傳感器裝置的平面圖；以及
圖19是沿圖18中的線(A) - (A)截取的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的角速度傳感器裝置(壓電裝 置)的透視圖。角速度傳感器裝置31包括基體130和從基體130 延伸出并能夠振動(dòng)的振動(dòng)臂132。圖IB是與角速度傳感器裝置31 的振動(dòng)臂132的縱軸(Z軸)垂直的表面的截面圖。
角速度傳感器裝置31包括由諸如硅(Si)的非壓電材料制成的 基板133和設(shè)置在基板133上的壓電功能層139。以圖中所示形狀 從硅基板上切出基板133，并在基板133的振動(dòng)臂132上形成壓電 功能層139。角速度傳感器裝置31的各個(gè)部分的尺寸大致如下；總長(zhǎng)度(Z 軸)為3 mm，基體130的厚度(Y軸)和寬度(X軸)分別為300
和1 mm,以及振動(dòng)臂132的厚度、長(zhǎng)度和寬度分別為100 pm、 2.5 mm和100 pm。振動(dòng)臂132在Y軸方向上的縱向諧振頻率約為 40kHz。應(yīng)注意，以上數(shù)值4又為實(shí)例，可以基于裝置的尺寸和所用 頻率來(lái)任意設(shè)置以上凌t值。
如圖1B所示，壓電功能層139包括形成在基板133的表面 上的第一電極膜34a、形成在第一電極膜34a上的壓電膜33以及形 成在壓電膜33上的第二電極膜34b和一對(duì)4全測(cè)電極34c和34d。將 才企測(cè)電極34c和34d設(shè)置在壓電膜33上，以?shī)A置第二電4及膜34b。 這些膜是通過(guò)濺射法形成的。
金屬材料:被用于第一電才及膜34a，并將多層Ti和Pt用在該實(shí) 施例中。為了增強(qiáng)形成在其上的壓電膜的晶體取向而形成Pt膜。為 了增強(qiáng)在由硅形成的基板133和Pt膜之間的粘性而形成Ti膜。第 一電極膜34a的膜厚沒(méi)有具體限制，在本實(shí)施例中，Ti膜被形成為 30 nm以及Pt月莫^皮形成為100 nm。應(yīng)注意，構(gòu)成第一電才及月莫34a 的金屬膜并不僅限于上述的Ti/Pt膜。金屬膜的實(shí)例為單層膜或Ir、 Au、 Ru等的層壓月莫。
第二電才及力莫34b和才企測(cè)電才及34c和34d可以由與第一電才及月莫 34a相同的金屬材料形成。第二電極膜34b以及沖企測(cè)電極34c和34d 可以通過(guò)對(duì)形成在壓電膜33上的電才及層進(jìn)行圖沖羊蝕刻來(lái)形成。電 極層的厚度沒(méi)有具體限制，電極層可以形成有與第一電極膜34a相 同的厚度或者可以:帔形成為比第一電^L膜34a更厚。
壓電膜33可以通過(guò)由Pb!+x(ZlVIVY)03+x表示的鋯鈦酸鉛 (PZT)或4太酸4g構(gòu)成。通過(guò)^奪以上的Xi殳置為0以上0.3以下以 及將以上的Y設(shè)置為0以上0.55以下，可以獲得具有高壓電特性和良好耐熱性的壓電膜。應(yīng)注意，在壓電膜中，過(guò)渡金屬元素(Zr 和/或Ti)的一部分可以4皮Cr、 Mn、 Fe、 Ni、 Mg、 Sn、 Cu、 Ag、 Nb、 Sb和N元素中的至少一種元素所替代。
圖2是示出在由Pb,+x(ZrYT"-Y)03+x ( Y = 0.5 )表示的壓電月莫上 的熱處理之前關(guān)于壓電常凄t (d31 )和介電損失(tanS)的過(guò)剩PbO 量(X)的組成依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這里，表示壓電常數(shù)的"d31" 指示當(dāng)施加電壓時(shí)沿電極表面的方向上的膨脹/收縮量(扭曲/電場(chǎng) (單位pm/V))(同樣適用于以下描述)。因此，隨著壓電常數(shù)的 增加，可以獲得更加良好的壓電特性。
從圖2可以看出，在由PbKx(ZryTipY)03+x表示的壓電膜中，
在熱處理之前，可以在0^X^0.3范圍內(nèi)獲得作為有利于角速度傳 感器的壓電常凄t和介電損失(dielectric loss )。當(dāng)X小于0時(shí)，介電 損失低但是壓電常數(shù)也低。當(dāng)X超過(guò)0.3時(shí)，介電損失增加但壓電 常數(shù)低?？紤]到這是因?yàn)閴弘娞匦杂捎谟蒔bO含量的增加所引起的 壓電膜的絕緣性能的劣化而劣化。
圖3示出了在熱處理之后的壓電膜的特性。熱處理?xiàng)l件被設(shè)置 -使溫度上升的速率為20°C/sec以及熱處理溫度為700。C。盡管稍樣史 增強(qiáng)了壓電特性，^旦是可以看到在處理之前和之后組成依賴性幾乎 沒(méi)有任何差異。
圖4是示出在由Pb&x(ZrYTh-Y)03+x表示的壓電膜的熱處理之 前關(guān)于壓電常ft (d31)和介電損失(tanS)的Zr (Y)的含量的組 成依賴性(X = 0.04)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從圖4可以看出，關(guān)于壓電常 數(shù)，當(dāng)Y接近0.5時(shí)可以獲得最大壓電常數(shù)，并且可以在0.4^YS 0.55的范圍內(nèi)獲得良好的壓電常數(shù)。另夕卜，介電損失的增加速率在 0.6^Y的范圍內(nèi)增力口。圖5示出了在熱處理之后的壓電膜的特性。熱處理?xiàng)l件被j殳置 為寸吏溫度上升速率為20。C/sec以及熱處理溫度為700。C。盡管稍樣史 增強(qiáng)了壓電特性，但是可以看到在處理之前和處理之后組成依賴性 幾乎沒(méi)有任何差異。
圖6示出了在由Pbi+x(ZrYTi^)03+x表示的壓電膜的熱處理之 后壓電膜的Zr組成比(Y)與耐熱性(X = 0.04)之間的關(guān)系。通 過(guò)角速度傳感器裝置31的振動(dòng)臂132的幅度變化率來(lái)評(píng)價(jià)壓電膜 的耐熱性。這里，通過(guò)在向壓電膜施加240°C的熱負(fù)載并4吏其冷卻 至室溫之后振動(dòng)臂132的幅度與在向壓電膜施加240 。C的熱負(fù)載之 前其在室溫時(shí)的幅度的比來(lái)定義幅度變化率。因此，幅度變化率越 接近l,由于加熱而帶來(lái)的變化越小，結(jié)果是可以獲得更有利的耐 熱寸生。
從圖6可以看出，幅度比在0.55〈Y范圍內(nèi)急劇下降。此外， 盡管可以從圖4的結(jié)果中在Y^O.4的范圍內(nèi)識(shí)別出壓電常數(shù)的降 低，但在圖6的結(jié)果中在YS0.4的范圍內(nèi)幾乎不能識(shí)別出幅度比 的變化，這暗示盡管當(dāng)Zr的含量超過(guò)預(yù)定值時(shí)耐熱性急劇下降， 但是當(dāng)Zr的含量為預(yù)定值以下時(shí)仍可以維持高耐熱性。因此，從 圖4和圖6的結(jié)果可以看出，可以獲得良好耐熱性的PZT膜中的 Zr纟且成比(Y)的范圍為0以上0.55以下。
如后所述，壓電膜33經(jīng)受用于降低膜中的燒綠石相的豐度 (abundance ratio )的熱處理。由于該熱處理，^!夸通過(guò)X射線書亍射 法測(cè)量的壓電膜33中的燒綠石相的峰值強(qiáng)度抑制到相對(duì)于鉀鈥礦 相的X射線衍射峰值強(qiáng)度的和為10%以下。
就過(guò)渡金屬氧化物的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，包括Pb(Zr， Ti)03型晶體結(jié)構(gòu) 的4丐鈥礦相和包括Pb2(Zr， Ti)207型晶體結(jié)構(gòu)的燒綠石相是共通的， 但是它們性能大大不同。具體地，雖然壓電體的壓電特性僅有助于膜中的鈣鈥礦相的豐度，但是燒綠石相并不具有有助于壓電特性而 是用于消除由鈣鈦礦相給出的壓電特性的性能。因此，壓電膜中的 燒綠石相的比例增加引起壓電常數(shù)的降低或介電損失的增加，因 此，導(dǎo)致壓電膜所需特性的劣化。此外，確i人膜中的燒綠石相的存
在還影響壓電裝置的耐熱性。因此，通過(guò)將燒綠石相相對(duì)于4丐鈦礦 相的豐度抑制為10%以下，能夠在獲得如稍后所述的良好耐熱性的 同時(shí)，獲得適用于諸如角速度傳感器的壓電裝置的壓電特性。
圖7示出了在壓電常數(shù)(d31)和燒綠石相的峰值強(qiáng)度與在通 過(guò)X射線衍射法測(cè)量的晶體取向平面中的鈣鈦礦相的峰值強(qiáng)度的 和的比率之間的關(guān)系(輻射源CuKa,裝置RAD-IIC,來(lái)自Rigaku 公司，同樣適用于以下描述)(下文稱作"燒綠石相的X射線衍射 峰值強(qiáng)度比")。從圖7可以看出，隨著燒綠石相的X射線衍射峰值 強(qiáng)度比降低，可以獲得更加良好的壓電特性。此外，可以識(shí)別出， 壓電常數(shù)在燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比超過(guò)O.l (10%)的 附近顯著下降。
圖8示出了燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比與壓電膜的耐熱 性之間的關(guān)系。通過(guò)角速度傳感器裝置31的振動(dòng)臂132的幅度變 化率來(lái)評(píng)價(jià)壓電膜的耐熱性。這里，通過(guò)向壓電膜施加240。C的熱 負(fù)載并且使其冷卻至室溫之后振動(dòng)臂132的幅度與向壓電膜施加 240。C的熱負(fù)載之前其在室溫下的幅度的比率來(lái)定義幅度變化率。 從圖8可以看出，在燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比很小的范圍 內(nèi)可以獲得良好的耐熱性。此夕卜，還可以識(shí)別出，耐熱性在燒綠石 相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比超過(guò)O.l (10%)的附近顯著降低。
可以從圖7和圖8的結(jié)果中看出，通過(guò)將燒綠石相的X射線衍 射峰值強(qiáng)度比抑制為10%以下，可以形成具有良好的壓電特性和耐 熱性的壓電膜。壓電力莫33^皮形成以^吏鈣4太,戶相在(100) / (001 )方向上具有 60%以上的取向率。因此，即使將壓電膜暴露給高溫環(huán)境，仍能夠 抑制壓電特性的劣化并穩(wěn)定地維持期望的壓電特性。這里，(100) /(001)方向上的取向率表示通過(guò)X射線卩汙射法測(cè)量的鈣4太礦相 的(100) / (001 )平面取向的峰值強(qiáng)度相對(duì)于釣鈦礦相的(100) 平面取向、(001 )平面取向、(110)平面取向、(101 )平面取向和 (111 )平面取向的和為600/0以上。此夕卜，(100) / (001 )的描述指 (100)方向和/或(001)方向。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)X射線4汙射法測(cè)量 的(100)方向和(001)方向4皮此非常4妄近，因此難以將這兩個(gè)方 向分離以及乂人另一個(gè)方向確定一個(gè)方向。因此，在將這兩個(gè)方向分 離并且/人另一個(gè)方向確定一個(gè)方向中沒(méi)有顯著重要性。
應(yīng)注意，在本i兌明書中，以20(°)、以分別約22.0。、 21.4。、 31.4。、 30.90和38.30獲才尋4丐4太-戶才目的(100)平面取向、(001)平面取向、
(110)平面耳又向、(101 )平面取向和(111 )平面取向的X射線杏t 射峰值。此外，以20(°)、以約29.5。獲得燒綠石相的X射線衍射峰值。
圖9示出了鉤4太,戶相在(100) / (001 )方向上的取向率和壓電 膜的耐熱性之間的關(guān)系。通過(guò)角速度傳感器裝置31的振動(dòng)臂132 的幅度變化率來(lái)評(píng)^階壓電膜的耐熱性。這里，通過(guò)向壓電膜施加 240°C的熱負(fù)載并^f吏其冷卻至室溫之后振動(dòng)力,132的幅度與向壓電 膜施加240。C的熱負(fù)載之前其在室溫下的幅度的比率來(lái)定義幅度變 化率。從圖9可以看出，(100) / (001 )方向上的4丐鈥礦相的取向 率很大程度上取決于壓電膜的耐熱性。特別是，當(dāng)在(100)/(001 ) 方向上的耳又向率為60%以上時(shí)，可以穩(wěn)定地維持高耐熱性。
壓電膜的壓電特性和耐熱性也很大程度上與壓電膜的膜厚有 關(guān)。在本實(shí)施例中，壓電月莫33具有400nm以上1，000nm以下的厚 度。這是因?yàn)樵趬弘娔?3的厚度小于400 nm且其厚度大于1,000nm的情況下，與膜厚在以上范圍內(nèi)的情況相比，壓電常凄t顯著降 低，并且?guī)缀醪荒塬@得期望的壓電特性。
圖10示出了在壓電膜33的膜厚和壓電常凄史(d31 )之間的關(guān) 系。可以看出，與其他范圍相比，當(dāng)膜厚在400 nm以上1,000 nm 以下的范圍內(nèi)時(shí)，可以獲得良好的壓電特性。
圖11示出了壓電膜33的膜厚與其耐熱性的關(guān)系。通過(guò)角速度 傳感器裝置31的振動(dòng)臂132的幅度變化率來(lái)評(píng)價(jià)壓電膜的耐熱性。 這里，通過(guò)向壓電膜施加240。C的熱負(fù)載并使其冷卻至室溫之后振 動(dòng)臂132的幅度與向壓電力莫施加240。C的熱負(fù)載之前其在室溫下的 幅度的比率來(lái)定義幅度變化率。從圖11可以看出，當(dāng)膜厚為400 nm 以上時(shí)，可以穩(wěn)定地維持良好的耐熱性。
乂人圖IO和圖11的結(jié)果可以看出，可以同時(shí)獲4尋良好壓電特性 和耐熱性的壓電力莫33的力莫厚的范圍為400 nm以上l，OOO nm以下的范圍。
角速度傳感器裝置31的基體130包括包括引線136、電極焊 盤138、突起134a~ 134d等的引導(dǎo)電極。突起134b連接至第二電 極膜34b,以及突起134c和134d分別連接至第一檢測(cè)電4及34c和 第二4企測(cè)電極34d。另外，突起134a連接至第一電極膜34a。例如， 突起134a 134d均由金形成，但是并不限于此。
角速度傳感器裝置31經(jīng)由突起134a~134d安裝在配線基板 (未示出)上。角速度傳感器裝置31和配線基板構(gòu)成角速度傳感 器，并且例如，角速度傳感器被封裝作為傳感器模塊。此外，角速 度傳感器經(jīng)由配線基板連接至電子設(shè)備(未示出)的控制電路。電 子設(shè)備的實(shí)例包括數(shù)碼相機(jī)、便攜式信息終端、便攜式游戲裝置以 及手持型顯示設(shè)備。接下來(lái)，將描述角速度傳感器裝置31的典型操作實(shí)例。
壓電功能層139的第一電極膜34a連接至參考電極(接地電位 或預(yù)定偏置電位)，并且第二電極膜34b施加有預(yù)定頻率的AC電 壓作為來(lái)自控制電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。結(jié)果，電壓被施加給插在第一電 極膜34a和第二電極膜34b之間的壓電膜33，因此，導(dǎo)致振動(dòng)臂 132沿垂直方向(在圖1中的Y方向)彎曲移動(dòng)。
一旦相對(duì)于如圖1A所示的振動(dòng)臂132的彎曲移動(dòng)繞振動(dòng)臂132 施加角速度coo,在振動(dòng)臂132中就生成科里奧利力。在與振動(dòng)臂 132的彎曲移動(dòng)的方向(Y方向)垂直的方向(主要X方向)上生 成科里奧利力，振動(dòng)臂132的幅度與所施加的角速度co。的值成比 例。通過(guò)壓電膜33將科里奧利力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且通過(guò)檢測(cè)電 極34c和34d來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
接下來(lái)，在具體描述角速度傳感器裝置31的制造方法的同時(shí)， 將給出關(guān)于壓電膜33的壓電性能、耐熱性等的描述。應(yīng)注意，將 主要描述在臂基底133上形成壓電功能層139的方法。
首先，制備硅晶片?？梢酝ㄟ^(guò)熱氧化處理在硅晶片上形成氧化
保護(hù)膜。
例如，通過(guò)用賊射法在石圭晶片上沉積30 nm的Ti然后沉積100 nm的Pt來(lái)形成第一電極膜34a。在這種情況下，沉積方法并不僅 限于濺射法，而是可以4吏用真空汽相沉積法或者其^f也沉積法。
接下來(lái)，通過(guò)例如用濺射法在第一電極膜34a上形成PZT薄膜 來(lái)形成壓電月莫33。壓電膜33的月莫厚為400 nm以上l，OOO nm以下。
濺射條件沒(méi)有具體限制，而是可以才艮據(jù)沉積i殳備的結(jié)構(gòu)和夫見(jiàn)格來(lái)將 濺射條件設(shè)為最佳條件。以磁控管濺射設(shè)備為例，例如，可以在被設(shè)置為使氣壓為0.2~3Pa、大氣為Ar和氧的混合氣體大氣以及RF 功率為0.1 5kW的條件下，在室溫下通過(guò)使用Pb1.Q4(Zr().5()TiQ.5())O3.04 (即，X = 0.04， Y = 0.50)作為目標(biāo)來(lái)形成壓電膜。
壓電膜33的沉積方法并不僅限于濺射法，并且替代地，可以 使用諸如真空汽相沉積法、PLD (脈沖激光沉積)法、溶膠-凝膠法、 氣溶力交沉積法等的沉積法。
此外，通過(guò)在壓電膜33的沉積期間對(duì)硅晶片進(jìn)行加熱，可以 促進(jìn)PZT薄膜的結(jié)晶化。可以將加熱溫度設(shè)置為400°C以上600。C以下。
在剛沉積之后的壓電膜33中，鈣4太礦相和娟:綠石相共同存在。 如上所述，為了增強(qiáng)壓電膜的壓電特性和耐熱性，必需降低在壓電 膜中燒綠石相的豐度。在這點(diǎn)上，在本實(shí)施例中，在形成壓電膜33 之后，為了消除膜中的燒綠石相而執(zhí)行壓電膜33的熱處理。為了 消除燒綠石相，在熱處理中的溫度上升的速率和溫度為重要參數(shù)。
圖12示出了在PZT膜的熱處理中溫度上升速率(。C/sec)和 膜中燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比之間的關(guān)系。橫坐標(biāo)軸上的 溫度上升的速率為對(duì)數(shù)標(biāo)度。圖13示出了在PZT膜的熱處理溫度 和膜中燒綠石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比之間的關(guān)系。熱處理大氣 為在降低壓力條件下的氧氣大氣，并且在熱處理溫度的保持時(shí)間為 IO分鐘以上。
從圖12可以看出，隨著溫度上升速率的增加，燒綠石相的X 射線衍射峰值強(qiáng)度比降低。換句話說(shuō)，隨著溫度上升速率的增加， 燒綠石相更趨向于消失。此外，如圖13所示，當(dāng)熱處理溫度在600。C 以上900°C以下的范圍內(nèi)時(shí)，能夠?qū)G石相的X射線書f射峰值強(qiáng) 度比抑制為10%以下。因此，能夠?qū)⒃赑ZT膜中燒綠石相的X相衍射峰值強(qiáng)度比為 10%以下的熱處理?xiàng)l<牛為5°C/sec以上的溫度上升速率和600°C以 上900°C以下的熱處理溫度(10分鐘以上的保持時(shí)間)。
應(yīng)注意，在以上實(shí)例中，已在P爭(zhēng)低壓力條件下執(zhí)行用于消除燒 綠石相的熱處理?？蛇x地，可以在大氣壓力條件下執(zhí)行熱處理。另 外，盡管熱處理大氣是氧氣大氣，但是只要包括氧氣，就可以是大氣等。
圖14和圖15示出了在熱處理之前和之后PZT膜的X射線衍 射圖樣的實(shí)例。圖14示出了在熱處理之前的樣本以及圖15示出了 在熱處理之后的樣本。熱處理?xiàng)l件被設(shè)置為使溫度上升速率為 20。C/sec以及熱處理溫度為700。C。如乂人圖14和圖15顯而易見(jiàn)， 確認(rèn)在沉積之后存在的燒鄉(xiāng)錄石相(20 = 29°)幾乎由于熱處理而完 全消失。
圖16和圖17為在熱處理之前和之后對(duì)PZT膜的耐熱性的評(píng)價(jià) 的實(shí)-瞼結(jié)果。圖16示出了熱處理之前的才羊本以及圖17示出了熱處 理之后的樣本。熱處理?xiàng)l件纟皮i殳置為4吏溫度上升速率為20°C/sec以 及熱處理溫度為700°C。通過(guò)角速度傳感器裝置31的振動(dòng)臂132 的幅度變化率來(lái)評(píng)價(jià)壓電膜的耐熱性。這里，通過(guò)施加熱負(fù)載之后 的幅度與熱處理之前的幅度的比來(lái)定義幅度變化率。熱負(fù)載溫度為 240。C、 270。C以及300。C。
可以^v圖16中看出，在壓電膜沒(méi)有經(jīng)受熱處理的情況下，壓 電特性在施加熱負(fù)載之后顯著下降。隨著熱負(fù)載溫度的上升，壓電 特性的下降變得更大。這是由于在膜中存在燒綠石相。這時(shí)，燒綠 石相的X射線衍射峰值強(qiáng)度比為54%。另一方面，如圖17所示， 在壓電膜經(jīng)受熱處理的情況下，識(shí)別出壓電特性沒(méi)有劣化直到 240。C的熱負(fù)載。作為實(shí)例，典型無(wú)鉛焊4妄材沖牛的回流溫度對(duì)應(yīng)于240。C的熱負(fù)載。這意味著在這種情況下，即使通過(guò)回流將角速度 傳感器裝置31安裝在配線基板上，壓電膜的壓電特性仍不會(huì)隨著 回流溫度而改變。此外，可以看到，即使相對(duì)于超過(guò)240。C的熱負(fù) 載，幅度的變化量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在熱處理之前的樣本(圖16)。
一旦形成角速度傳感器裝置31的壓電膜33,就通過(guò)濺射法在 作為電極層的壓電膜33上形成具有200 nm的膜厚的Pt膜。此外， 通過(guò)圖樣化Pt膜，形成第二電極膜34b和檢測(cè)電極34c和34d。 Pt
膜的沉積方法并不僅限于濺射法，并且替代地，可以使用真空汽相 沉積法或者其〗也沉積方法。
通過(guò)在加熱至240。C的大氣條件下將電壓施加給第一電才及膜 34a和第二電極膜34b,執(zhí)行壓電膜33的極化處理。可以將在極化 處理中施加在第一電極膜34a和第二電極膜34b之間的電壓設(shè)置為 矯頑電場(chǎng)Ec的1 ~20倍。此外，與壓電膜的居里溫度(。C)相比， 才及4匕處理的溫度為居里溫度的1/16 ~ 5/4，更期望1/4 ~1倍的居里 溫度。應(yīng)注意，可以在空氣大氣、氧大氣和氮大氣中的任何一種大 氣中才丸行才及化處理。
如上所述制造角速度傳感器裝置31。
由于根據(jù)本實(shí)施例可以顯著降低壓電膜33的燒綠石相的豐度， 所以在維持良好的壓電特性的同時(shí)，壓電膜可以被賦予良好的耐熱 性。結(jié)果，即使在制造角速度傳感器裝置31并且通過(guò)回流將角速 度傳感器裝置31安裝至配線基板之后，仍可以確保良好的壓電特 性，并且可以改善角速度傳感器的特性。
此外，由于根據(jù)本實(shí)施例可以增強(qiáng)壓電膜33的耐熱性，所以 即使在電子設(shè)備內(nèi)的嚴(yán)峻溫度條件下仍能夠抑制角速度的檢測(cè)靈 敏度的降低，結(jié)果是可以提高電子設(shè)備的可靠性。隨后，將參照?qǐng)D18和圖19描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖18為示出根據(jù)本實(shí)施例的角速度傳感器裝置的平面圖，以 及圖19為沿圖18中的線A-A截取的角速度傳感器裝置的截面圖。
如圖所示，角速度傳感器裝置200包括基體214、設(shè)置在基 體214 —側(cè)上的臂保持部215以及設(shè)置在臂保持部215的尖端側(cè)上 的振動(dòng)^"部216。
振動(dòng)臂部216包括第一振動(dòng)臂211以及在第一4展動(dòng)臂211的 兩側(cè)上的第二和第三振動(dòng)臂212和213。第一才展動(dòng)臂211由臂基底 210a和形成在其上的壓電功能層239a構(gòu)成，第二振動(dòng)臂212由臂 基底210b和形成在其上的壓電功能層239b構(gòu)成，以及第三振動(dòng)臂 213由臂基底210c和形成在其上的壓電功能層239c構(gòu)成。換句話 說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施例的角速度傳感器裝置200為所謂的三分支音叉型 角速度傳感器裝置。
例如，第一 第三振動(dòng)臂211~213具有相同的長(zhǎng)度、寬度以 及厚度。此外，第一和第二振動(dòng)臂211和212之間的空隙和第一和 第三l展動(dòng)臂211和213之間的空隙相同。
如圖19所示，在臂基底210a ~ 210c上分別形成第 一電極膜221 和223，并且在第一電才及膜221 ~ 223上分別層壓均作為壓電膜的 PZT薄膜231-233。此外，在PZT薄膜231 233上分別層壓均作 為驅(qū)動(dòng)電極的第二電極膜241 243。此外，在振動(dòng)臂部216中間的 第一振動(dòng)臂211的壓電薄膜231上層壓第一檢測(cè)電極251和第二檢 測(cè)電才及252。
PZT薄膜231 ~ 233的每一個(gè)的膜厚和PZT的PbO過(guò)剩組成比 X和Zr的組成比Y與根據(jù)第一實(shí)施例的PZT薄膜33相同。此外，如在壓電膜33中，在PZT薄膜231 ~ 233中，將通過(guò)X射線衍射 法測(cè)量的燒綠石相的峰值強(qiáng)度設(shè)置為相對(duì)于鉀鈦礦相的(100)平 面取向、(OOl)平面取向、(IIO)平面取向、(IOI)平面取向以及 (111 )平面取向的峰值強(qiáng)度的和10%以下。
包4舌在各個(gè)壓電功育fe層239中的多個(gè)電才及221 —223、 241 ~ 243、 251以及252分另'j連"l妄至導(dǎo)纟戔261 — 268。引纟戔261 ~ 268通過(guò) 臂保持部215的表面以分別連接至設(shè)置在基體214的表面上的引線 端271-278。沿X方向在基體214的表面的兩側(cè)上均i殳置四個(gè)導(dǎo) 線端271 ~ 278。
接下來(lái)，將描述根據(jù)本實(shí)施例的角速度傳感器裝置200的操作。
當(dāng)在第一電極膜221和第二電極膜241之間施加電壓時(shí)，導(dǎo)致 第一4展動(dòng)臂211沿圖19的垂直方向彎曲移動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)將電壓分 別施加在第一電極膜222和223和第二電極膜242和243之間時(shí)， 導(dǎo)致第二和第三振動(dòng)臂212和213沿與第一振動(dòng)臂211相反相位的 垂直方向彎曲移動(dòng)。
具體地，當(dāng)?shù)谝徽駝?dòng)臂211向上移動(dòng)時(shí)，第二和第三振動(dòng)臂212 和213向下移動(dòng)，以及當(dāng)?shù)谝徽駝?dòng)^f 211向下移動(dòng)時(shí)，第二和第三 才展動(dòng)臂212和213向上移動(dòng)。此外，通過(guò)4皮引起以第一振動(dòng)臂211 的幅度一半的幅度彎曲移動(dòng)的第二和第三振動(dòng)臂212和213，消除 了通過(guò)第一 ~第三振動(dòng)臂211 ~ 213生成的力矩。
已確認(rèn)，如上所述構(gòu)成的角速度傳感器裝置200的壓電功能層 239也具有與第一實(shí)施例的角速度傳感器裝置31的壓電功能層139 相同的壓電性能和耐熱性。到此已描述了本發(fā)明的實(shí)施例，^f旦是本發(fā)明當(dāng)然并不〗又限于 此，而是可以基于本發(fā)明的技術(shù)理念進(jìn)行各種變型。
例如，盡管以上實(shí)施例已舉例說(shuō)明了作為壓電裝置的角速度傳 感器(角速度傳感器裝置)，但是本發(fā)明并不僅限于此，而是可以 將本發(fā)明熱電紅外線傳感器、液體注射設(shè)備、半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備等。
以上實(shí)施例已分別示出了所謂的單分支音叉型角速度傳感器
裝置31和三分支音叉型角速度傳感器裝置200。然而，振動(dòng)臂的數(shù) 量可以為2個(gè)，或者大于3個(gè)?？蛇x地，盡管角速度傳感器裝置31 和200均具有懸臂結(jié)構(gòu)，但是傳感器可以均具有中央葉輪結(jié)構(gòu)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以有 多種修改、組合、再組合和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求或 等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓電裝置，包括基板；第一電極膜，形成在所述基板上；通過(guò)Pb1+X(ZrYTi1-Y)O3+X(0≤X≤0.3，0≤Y≤0.55)表示的壓電膜，通過(guò)X射線衍射法測(cè)量的其燒綠石相的峰值強(qiáng)度相對(duì)于鈣鈦礦相的(100)平面取向、(001)平面取向、(110)平面取向、(101)平面取向和(111)平面取向的峰值強(qiáng)度的總和為10％以下，所述壓電膜以400nm以上1,000nm以下的膜厚形成在所述第一電極膜上；以及第二電極膜，層壓在所述壓電膜上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其中，所述4丐鈦礦相在(100) / (001 )方向上具有60% 以上的取向率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其中，所述壓電膜通過(guò)Pbi+x(ZryTh-Y)03+x ( 0 ^ X ^ 0.3, 0.4 0.55)來(lái)表示。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其中，所述壓電膜經(jīng)受600。C以上900°C以下的熱處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電裝置，其中，所述熱處理中的溫度上升速率為5。C/sec以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其中，所述基玲反在所述壓電l莢的沉積、期間經(jīng)受400。C并 以上600°C以下溫度的熱處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其中，所述壓電膜由濺射膜構(gòu)成。
8. —種角速度傳感器，包括基板；第一電極膜，形成在所述基板上；通過(guò)Pbi+x(ZrvTiLY)03+x (0^X^0,3, 0^Y￡ 0.55 )表示 的壓電膜，通過(guò)X射線衍射法測(cè)量的其燒綠石相的峰值強(qiáng)度 相對(duì)于鈣鈥礦相的(100)平面取向、(001)平面取向、(110) 平面取向、(101 )平面取向和(111 )平面取向的峰值強(qiáng)度的 總和為10%以下，所述壓電膜以400 nm以上1，000nm以下的 膜厚形成在所述第一電才及膜上；以及第二電極膜，層壓在所述壓電膜上。
9. 一種安裝有角速度傳感器的電子設(shè)備，所述角速度傳感器包 括基板；第一電極膜，形成在所述基板上；通過(guò)PlWZryTh-Y)03+x ( 0 S X S 0.3, 0 S Y 5 0.55 )表示 的壓電膜，通過(guò)X射線書f射法測(cè)量的其燒綠石相的峰值強(qiáng)度 相對(duì)于鈣鈥礦相的(100)平面取向、(001)平面取向、(110) 平面耳又向、(101)平面取向和(111)平面取向的峰^直強(qiáng)度的總和為10%以下，所述壓電月莫以400 nm以上1,000 nm以下的 膜厚形成在所述第一電極膜上；以及第二電極膜，層壓在所述壓電膜上。
10. —種壓電裝置制造方法，包括在基^反上形成電才及膜；在所述電極膜上形成通過(guò)Pb!+x(ZrYTh-Y)03+x (0 ^ X ^ 0.3， 0三YS0.55)表示、具有400 nm以上1,000 nm以下的膜厚的壓電膜；以及在所述壓電膜的形成之后，以5°C/sec以上的速率來(lái)將所 述壓電力莫加熱至600°C以上900°C以下的溫度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電裝置的制造方法，其中,通過(guò)Pbi+x(ZrYTi"Y)03+x( 0 S X ^ 0.3 ， 0.4 ^ Y ^ 0.55 )表示所述壓電膜。
12. 才艮據(jù)4又利要求10所述的壓電裝置的制造方法，^吏所述壓電膜在600。C以上900。C以下的溫度下^f呆持10 分4中以上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電裝置的制造方法，其中，通過(guò)賊射法形成所述壓電膜。
14. 4艮據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電裝置的制造方法，其中，在所述壓電膜的沉積期間，將所述基板加熱到 400°C以上600°C以下的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了壓電裝置、角速度傳感、電子設(shè)備以及壓電裝置制造方法，其中，壓電裝置包括基板、第一電極膜、壓電膜和第二電極膜。第一電極膜形成在基板上。壓電膜通過(guò)Pb_1+X(Zr_YTi_1-Y)O_3+X(0≤X≤0.3，0≤Y≤0.55)來(lái)表示并且通過(guò)X射線衍射法測(cè)量的燒綠石相的峰值強(qiáng)度相對(duì)于鈣鈦礦相的(100)平面取向、(001)平面取向、(110)平面取向、(101)平面取向以及(111)平面取向的峰值強(qiáng)度的和為10％以下，壓電膜以400nm以上1,000nm以下的膜厚形成在第一電極膜上。第二電極膜層壓在壓電膜上。通過(guò)本發(fā)明，由于具有了良好的壓電特性和耐熱性，所以可以提供高可靠性。
文檔編號(hào)H01L41/08GK101661989SQ20091016755
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者小池伸幸, 田村孝 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社