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J-GLOBAL ID：202202264229022260   整理番号：22A0508981

外部電場により分極処理した強誘電性ScAlN薄膜共振子

Polarization inverted ferroelectric ScAlN thin film resonator fabricated by applying external electric field

著者 (7件)： 石井直輝 (早稲田大) ,  石井直輝 (材研) ,  岩田直也 (早稲田大) ,  岩田直也 (材研) ,  柳谷隆彦 (早稲田大) ,  柳谷隆彦 (材研) ,  柳谷隆彦 (JST-CREST)
資料名： 圧電材料・デバイスシンポジウム  (圧電材料・デバイスシンポジウム講演論文集)
巻： 2022  ページ： 111-116  発行年： 2022年01月31日 
JST資料番号： L5218A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ・(0001)ScAlN(1μm)/(0001)Ti(130nm)/(100)Si(5mm)基板(Sc濃度37%)を-190V 300°C(1,9MV/cm)で分極処理。
・分極処理前後の極性の判定をプレステスト及びDCバイアス印加時の反共振周波数シフトで行った結果,ScAlN薄膜の分極が反転していることが判明。
・そして反転前の変換損失曲線の最小値は反転前後でそれぞれ5.1dB,6.0dBであり,k²_tはそれぞれ7.7%,5.6%。
・また分極反転2層(0001^-)ScAlN/(0001)Ti(111)Pt/(0001)Sapphire構造を作製の結果,反転前後のk²_tはそれぞれ7.7%,5.6%。
・さらに,分極処理でN極性にしたScAlN薄膜上にAl極性のScAlN膜を成膜し,分極反転2層構造を作製。
・分極反転2層構造での変換損失曲線の最小値は2.41GHzにおいて8.5dBで,基本次モードが抑制され2次モードが強く励振されたが,上層のk²_tは1%未満。

シソーラス用語： 音波 ,  *電場 ,  誘電分極 ,  *強誘電性 ,  *音響共振器 ,  薄膜 ,  *分極反転 ,  圧電素子 ,  スカンジウム化合物 ,  窒化アルミニウム ,  結合係数 ,  周波数 ,  周波数シフト ,  損失
準シソーラス用語： バルク音響波 ,  *外部電場 ,  分極処理 ,  *圧電薄膜共振子 ,  *圧電薄膜 ,  BAWデバイス ,  電気機械結合係数 ,  反共振周波数 ,  反共振周波数シフト ,  変換損失

分類 (2件)： 共振器  (NC04050Y) ,  圧電デバイス  (NC03110I)

引用文献 (12件)：

• M. Akiyama, T. Kamohra, K. Kano, A. Teshigawara, Y. Takeuchi, and N. Kawahara, ”Enhancement of piezoelectric response in scandium alminium nitride alloy thin films Prepared by dual reactive cosputtering,” Adv. Mater, vol. 21, no. 5, Jan. 2009.
• K.-H. Sano, R. Karasawa, and T. Yanagitani, ”ScAlN thick-film ultrasonic transducer in 40-80 MHz,” IEEE. Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control., vol. 5, no. 11, Nov. 2018.
• S. Fichtner, N. Wolff, F. Lofink, L. Kienle, and B. Wagner, ”AlScN: A III-V semiconductor based ferroelectric,” J. Appl. Phys., vol. 125, no. 11, Mar. 2019.
• S. Yasuoka, T. Shimizu, A. Tateyama, M. Uehara, H. Yamada, M. Akiyama, Y. Hiranaga, Y. Cho, and H. Funakubo, ”Effects of deposition conditions on the ferroelectric properties of (Al_1-xSc_x)N thin films,” J. Appl. Phys., vol. 128, no. 11, Aug. 2020.
• W. Zhu, J. Hayden, H. Fan, Y. Jung-In, P. Tiswat, H. D. Mohamed, M. Jon-Paul, and T-M. Susan, ”Strongly temperature dependent ferroelectric switching in AlN, Al_1-xSc_xN, and Al_1-xB_xN thin films,” Appl. Phys. Lett., vol. 128, no. 11, Aug. 2021.

タイトルに関連する用語 (5件)： 外部電場 ,  分極処理 ,  強誘電性 ,  薄膜 ,  共振子