Пьезоэлектрический кристаллический элемент Советский патент 1992 года по МПК H01L41/04 H01L41/18 

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано при производстве пьезоэлектрических кристаллических элементов.

Критерием качества пьезоэлектрических кристаллических элементов является насколько возможно низкое содержание воды, для кварца, AIPO4 и GaPCto это достигается путем контроля содержания воды уже с выращивания.

Минимизировать содержание воды можно за счет того, что растворимость воды в кристаллах GaP04 ретроградная, т.е. падает с повышающейся температурой. Однако выращивание кристаллов при высоких температурах ограничено из-за корродирующих свойств раствора для выращивания. При высоких концентрациях кислоты при благоприятных предпосылках можно достигать значения следового содержания воды примерно 50 ррт. На содержание воды влияет также скорость роста, следовательно,

при выращивании быстро растущих кри- сталов содержания воды измеряются вплоть до 150 ррт.

Использование нагревания, а также нагревания в вакууме, когда имеет место неравновесное состояние воды при температурах кристалла, лежащих выше его температуры выращивания, в кристаллической решетке может приводить к повреждениям в структуре. Образуются, например, так называемые водные пузыри, которые несмотря на низкое содержание воды снижают качество получаемого кристалла.

Кристаллические элементы можно обрабатывать посредством электродиффузии. Процесс электродиффузии, т.е. приложенное высокое напряжение и индуцируемая благодаря этому ионная диффузия, протекает неравномерно, так как области электродов должны располагаться перпендикулярно к Z- оси кристаллического элемента после проч.-1

Ј

VI

4 СЛ

S

со

цесса диффузии, чтобы удалять обогатившиеся чужеродные ионы,

Известен пьезоэлектрический кристаллический элемент из монокристалла GaP04 с двумя противолежащими боковыми поверхностями для нанесения электродов.

Цель изобретения - повышение качества пьезоэлектрических кристаллических элементов из монокристалла СаРОз за счет снижения следового содержания воды.

Поставленная цель достигается тем, что кристалический элемент вырезан из единой зоны роста сырьевого кристалического монолита GaP04 без зональных границ.

Предусмотрено, что GaP04 - кристаллический элемент может быть вырезан из зоны роста или одной из зон роста R, обладающих в качестве поверхности роста ромбоэдрической поверхностью. R - зона сырьевого монолита GaP04.

Из-за различных условий роста отдельных зон GaP04 используют R- и Z-зоны, причем Z-зоны на основании своей большой скорости роста в общем обладают большими размерами, чем R-зоны, и предпочтительны для создания кристаллических элементов,

На фиг,1 схематически показан сырьевой кристаллический монолит GaP04 с кристаллическим элементом; на фиг.2 - сырьевой кристаллический элемент в трехмерном изображении с зонами роста.

Сырьевой кристаллический монолит 1 из GaP04 в центре имеет зародыш 2, от боковых поверхностей и краев которого с различной скоростью роста образуются отдельные зоны роста Z и R, а также образующие зоны М. R-зоны - это поверхности, которые обозначаются индексами (h, О, I), соответственно (О, К, I). Наружная геометрическая форма ограничивающих поверхностей зависит как от положения зон, так и от размера кристалла и зоны роста, и может

быть 4- или б-угольной. Наружные поверхности Z-зон расположены перпендикулярно, наружные поверхности М-зон - параллельно, внешние (наружные) поверхности R-зон наклонно к z-оси. Оба представленных в зоне роста кристаллических элемента 3 целиком вырезаны из одной зоны и лишены зональных границ. Выделенная штриховкой зона 4 представляет собой

зону разреза между кристаллическим элементом 3. Кристаллографические оси кристаллических элементов 3 обозначены через х, у и z. Так как зоны с Z-ростом растут несколько быстрее, чем зоны с R-ростом, то

Z-зоны легче получать и извлекать, хотя, например, R-зоны равным о.бразом пригодны для изготовления измерительных элементов в многозначных датчиках. По меньшей мере две противолежащие боковые поверхности 5 и б кристаллического элемента 3 перед нанесением рабочих электродов шлифуют и/или полируют,

На фиг.2 показан сырьевой кристаллический монолит в трехмерном (пространственном) изображении с призматическим зародышем 2. Образующие зоны М расположены в области х-у-плоскости, R-зоны - между Z-зонами и образующими зонами М. Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический кристаллический элемент из монокристалла GaP04 с двумя противолежащими боковыми поверхностями для нанесения электродов, отличающийся тем, что, с целью улучшения

качества, кристаллический элемент вырезан из единой зоны роста сырьевого кристаллического монолита GaPOf без зональных границ.

2. Элемент по п.1,отличающийся

тем, что он вырезан из зоны роста или одной из зон роста R, обладающих в качестве поверхности роста ромбоэдрической поверхностью.

1745144

У

Изобретение относится к пьезотехнике. Пьезоэлектрический кристаллический элемент вырезан из единой зоны роста сырьевого кристаллического монолита GaP04 без зональных границ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.