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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2024-08-02 12:00 ScAlN薄膜と純AlN薄膜のGHz帯ヒステリシス特性 ○松村理司・花井彩香・柳谷隆彦（早大）  US2024-33 |
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| 抄録 | （和） | ScAlNは電気機械結合係数kt2とQ値が共に高く、RFフィルタの材料として広く用いられている。そして、ScAlNを用いた分極反転多層膜は耐電力性に優れたBAWフィルタや、6 GHzを超える超高周波フィルタへの応用が期待されている。本研究では、Sc0.4Al0.6N薄膜SMRにDCバイアスを印加して、GHz帯の電気機械結合係数のヒステリシス曲線を測定し、ScAlN薄膜の分極反転特性を調べた。As-grownのScAlN SMRのkeff2は10.0%で、分極反転後のkeff2は8.5%であった。また反共振周波数のヒステリシス曲線では、Al極性からN極性に分極反転する抗電界の-1.30 MV/cmの時、反共振周波数の急激な低下がみられた。また、純AlN薄膜でも同様の実験を行ったところ、300 ℃の加熱下で純AlN SMRがAl極性からN極性に分極反転し、その時の抗電界は-2.16 MV/cmであった。さらに、分極反転時の反共振周波数変化から、Intrinsic なk332を推定する新しい方法を提案した。この方法によりScAlN SMRにおけるk332は8.4%と推定され、共振反共振法から見積もったkeff2= 8.1%と良く一致した。 |
| （英） | ScAlN film have been widely used as an RF filter material, because of its high electromechanical coupling coefficient kt2 and Q value. Also, a polarization inverted ScAlN piezoelectric multilayer is attractive for high power tolerant high frequency BAW filters above 6 GHz. In this study, we investigated the polarization-inversion characteristics of Sc0.4Al0.6N thin film by measuring the hysteresis curve of the effective electromechanical coupling coefficient (keff2) under external electric field (E) in the GHz band. The keff2 of the ScAlN SMR was 10.0% at the as-grown state with the Al-polarity. After the polarization inversion, the polarity of ScAlN film inverted from Al-polarity to N-polarity. The hysteresis curve of parallel-resonance frequency (fp) of ScAlN SMR shows a sharp decrease at coercive electric field of -1.30 MV/cm. Also, we investigated the polarization-inversion characteristics of non-doped AlN thin film. The polarity of AlN film inverted from Al-polarity to N-polarity at coercive electric field of -2.16 MV/cm. Furthermore, we proposed a new method to estimate the intrinsic k332 from the parallel-resonance frequency change during polarization inversion without using the resonance-antiresonance method. The k332 of the ScAlN SMR was estimated to be 8.5% which is in good agreement with the keff2=8.1% estimated by the resonance-antiresonance method. | |
| キーワード | （和） | ScAlN薄膜 / AlN薄膜 / SMR / 強誘電性 / 分極反転多層膜 / ヒステリシス特性 / 電気機械結合係数 / |
| （英） | ScAlN films / Non-doped AlN / Solid Mounted Resonator (SMR) / Ferroelectricity / Polarization inverted films / Hysteresis curve / Electromechanical coupling coefficient / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 124, no. 141, US2024-33, pp. 81-86, 2024年8月. | |
| 資料番号 | US2024-33 | |
| 発行日 | 2024-07-25 (US) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | US2024-33 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
| 開催期間 | 2024-08-01 - 2024-08-02 |
| 開催地（和） | 松江テルサ |
| 開催地（英） | Matsue Terrsa |
| テーマ（和） | 物性，超音波一般 (共催：日本レオロジー学会ナノオロジー研究会) |
| テーマ（英） | Material characterization, Ultrasonics, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | US |
| 会議コード | 2024-08-US |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | ScAlN薄膜と純AlN薄膜のGHz帯ヒステリシス特性 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | GHz hysteresis curves of ScAlN thin films and pure AlN thin films |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | ScAlN薄膜 / ScAlN films |
| キーワード(2)（和/英） | AlN薄膜 / Non-doped AlN |
| キーワード(3)（和/英） | SMR / Solid Mounted Resonator (SMR) |
| キーワード(4)（和/英） | 強誘電性 / Ferroelectricity |
| キーワード(5)（和/英） | 分極反転多層膜 / Polarization inverted films |
| キーワード(6)（和/英） | ヒステリシス特性 / Hysteresis curve |
| キーワード(7)（和/英） | 電気機械結合係数 / Electromechanical coupling coefficient |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 松村 理司 / Satoshi Matsumura / マツムラ サトシ |
| 第1著者 所属（和/英） | 早稲田大学 (略称： 早大) Waseda University (略称： Waseda Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 花井 彩香 / Ayaka Hanai / ハナイ アヤカ |
| 第2著者 所属（和/英） | 早稲田大学 (略称： 早大) Waseda University (略称： Waseda Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 柳谷 隆彦 / Takahiko Yanagitani / ヤナギタニ タカヒコ |
| 第3著者 所属（和/英） | 早稲田大学 (略称： 早大) Waseda University (略称： Waseda Univ.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2024-08-02 12:00:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | US |
| 資料番号 | US2024-33 |
| 巻番号（vol） | vol.124 |
| 号番号（no） | no.141 |
| ページ範囲 | pp.81-86 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2024-07-25 (US) |
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