日立电线开发出可替代PZT的无铅压电薄膜

娆娆

　日立电线宣布，“开发出了全球首款压电性能达到实用水平的无铅压电薄膜”。该公司在2010年9月14～17日于长崎大学举行的第71届应用物理学会学术演讲会上也公布了这一成果（演讲序号：16p-NJ-10等）。

　　压电元件用于数码相机的抖动检测用MEMS等多种用途。此前，大部分压电元件都采用锆钛酸铅（PZT）。不过，由于PZT含铅，因此作为其替代品的无铅压电材料的开发正迅速推进。

　　日立电线表示，使用铌酸钾钠（(K,Na)NbO3或KNN）材料制作的薄膜，压电常数为－d31＝100pm/V，获得了与PZT相当的高压电性能。该薄膜是采取溅射（Sputter）法，在4英寸的（111）Pt/Ti/SiO2Si底板上制成的。膜压为3μm。

　　获得高压电常数的关键在于，通过优化成膜条件，开发出了可实现缜密且具有高c轴配向性的KNN薄膜的技术，以及发现通过加热处理可控制压电性能。

　　在进行500℃以上的热处理时，晶格变形表现出了缓和倾向，当热处理温度为900℃时，最初为60pm/V左右的压电常数超过了100pm/V（演讲序号：16p-NJ-15）。另外通过加热处理，印加电压越高，压电常数的提高幅度就越大。

　　日立电线此次还就该KNN薄膜的微细加工性能进行了报告。在形成钛晶架（Mask Pattern）的基础上，通过在Ar-CHF3环境下实施反应离子刻蚀（RIE），展示了出色的加工性能。（记者：野泽 哲生）