Способ изготовления пьезоэлемента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (111 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4463743/2820,07,882802.91.Е.О,фрейер620.179(08(57) Из тельной являетс бретение относится к изм технике. Целью изобретен улучшение эксплуатацион ери ия ных изместик пьезоэлемента и арактеении т лщины тонких пленок заия температурной нестабзготавливают кристаллич льуменьш 1 ил. нос ожки,улучшстик т змепер(ТЧоэл исталлоагрузки нтролиэ пьеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЗМЕНТА Изобретение относится к измерителй технике и может быть использ;"ано при нанесении пленок на поднапример, в микроэлектронике.Целью изобретения являетсяние эксплуатационных характерпьезоэлемента за счет уменьшепературной нестабильности приренин толщины тонких пленок.На чертеже представлены тетурно-частотные характеристикисходного пьезоэлемента и пьемента со скорректированной крграфической ориентацией беэ ни с максимальной нагрузкой коруемым покрытием для каждогозоэлементов. элемент с кристаллографическои ориентацией, обеспечивающей минимальнуютемпературную нестабильность резонансной частоты пьезоэлемента, наносятпленку максимальной при измерениитолщины, измеряют температурно-частотную характеристику пьезоэлементас пленкой. По полученным данным сучетом известной зависимости температурно-частотной характеристики пьезоэлемента от его кристаллографической ориентации определяют кристаллограф ческую ориентацию пьезоэлемента, пр которой достигается равенство по абсолютной величине максимальных темпе ратурных изменений частоты пьезоэлемента без пленки и с нею и используют ее при изготовлении пьезоэлементов. Сущность способа заключается в изменении кристаллографической ориентации пьезоэлемента, которая обеспечивает мин имальнос ть н аиоольшеи температурной погрешности измерений вовсем диапазоне контролируемых толщинпокрытп, Это достигается коррекциейкривой ТЧХ вследствие указанного изменения кристаллографической ориентации, частично компенсирующим ее изменение, вызванное нагружением пьезоэлемента предыдущими измерениями. Приэтом полная компенсация нежелательна,так как изменение кристаллографической орентэции, приводящее к уменьпению температурной несгябнльностинягруженного пьезоэ.ементя, сонрояож 1631266дается соответствующим увеличением температурной нестабильности ненагруженного пьезоэлемента, Таким образом, оптимальная "промежуточная" кристал 5 лографическая ориентация характеризуется равенством по абсолютной величине температурных изменений частоты пьезоэлемента без контролируемого покрытия и с контролируемым покры" 10 тием максимальной толщины. П р и м е р. Предварительно определяют кристаллографическую ориентацию ух 1 (+35 13 ), которая в отсутствие контролируемой нагрузки обеспечивает минимальную температурную нестабильность в интервале рабочих температур (-10) - (+90) С, что соответствует кривой 1. Затем наносят покрытие из серебра максимальной тол" щины (около 22 мкм) и измеряют ТЧХ (кривая 2), Далее изготавливают такой же пьезоэлемент, но со скорректированной кристаллографической ориентаоцией ух 1 (+34 2 ). Корректировка производится с учетом известной зависимости ТЧХ от кристаллографической ориентации.30После этого с помощью пьезоэлемента производят необходимые измерения толщины покрытий, используя известную связь между частотой колебаний пьезоэлемента и массонагрузкой,создаваемой контролируемым покрытием. При этом температурная нестабильность частоты ненагруженного пьезоэлемента описывается кривой 3, а максимально нагруженного - кривой 4, Кривые ТЧХ, 40 соответствующие меньшим нагрузкам, располагаются между этими кривыми.Из сравнения пар кривых 1,2 и 3,4 видно, что предложенный способ обес.печивает уменьшение максимальной температурной нестабильности частоты примерно в 2 раза (с 800 10 доб400 10 ). Повышение точности измерения толщины покрытия позволяет улучшить качество многих изделий, содержащих тонкопленочные покрытия.Формула изобретенияСпособ изготовления пьезоэлемента, заключающийся в том, что изготавливают кристаллический элемент с заданной кристаллографической ориентацией, обеспечивающей минимальную температурную нестабильность резонансной частоты пьезоэлемента, и наносят на него электроды, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью улучшения его эксплуатационных характеристик при измерении толщины тонких пленок, наносят на пьезоэлемент пленку максимально возможной при измерении толщины, измеряют температурно-частотную характеристику пьезоэлемента с пленкой, по полученной зависимости и по той же зависимости для пьезоэлемента без пленки определяют кристаллографическую ориентацию пьезоэлемента, при которой достигается равенство по абсолютной величине максимальных температурных изменений частоты пьезоэлемента без пленки и с нею и задают эту.ориентацию при изготовлении пьезоэлемента.