JP2001122699A - エピタキシャル膜製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および圧電デバイス - Google Patents
エピタキシャル膜製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および圧電デバイスInfo
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- substrate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存のエピタキシャル膜と品質的に同等でか
つ安価なエピタキシャル膜を得ることができる、エピタ
キシャル膜製造用の酸化物基板およびエピタキシャル膜
の製造方法を提供する。 【解決手段】 エピタキシャル膜製造用の酸化物基板
は、エピタキシャル膜を成長させる表面が、表面粗さを
ＪＩＳＢ０６０１−１９９４で規定されている算術平均
粗さ（Ｒａ）で表した場合に０．０２μｍよりも大きい
非鏡面である。エピタキシャル膜の製造方法は、そのよ
うな非鏡面の酸化物基板上にエピタキシャル膜を製造す
る方法である。
つ安価なエピタキシャル膜を得ることができる、エピタ
キシャル膜製造用の酸化物基板およびエピタキシャル膜
の製造方法を提供する。 【解決手段】 エピタキシャル膜製造用の酸化物基板
は、エピタキシャル膜を成長させる表面が、表面粗さを
ＪＩＳＢ０６０１−１９９４で規定されている算術平均
粗さ（Ｒａ）で表した場合に０．０２μｍよりも大きい
非鏡面である。エピタキシャル膜の製造方法は、そのよ
うな非鏡面の酸化物基板上にエピタキシャル膜を製造す
る方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はエピタキシャル膜
製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法およ
び圧電デバイスに関し、特に、それ自身の示す強誘電
性、圧電性を利用した圧電デバイス用の単結晶膜材料な
どとして利用され、たとえば弾性波フィルタなどに応用
されるエピタキシャル膜を製造するために用いられる酸
化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および酸化物基
板を用いた圧電デバイスに関する。
製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法およ
び圧電デバイスに関し、特に、それ自身の示す強誘電
性、圧電性を利用した圧電デバイス用の単結晶膜材料な
どとして利用され、たとえば弾性波フィルタなどに応用
されるエピタキシャル膜を製造するために用いられる酸
化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および酸化物基
板を用いた圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】三方晶の結晶構造を持つニオブ酸リチウ
ム（以下「ＬＮ」と省略表記する。）またはタンタル酸
リチウム（以下「ＬＴ」と省略表記する。）は対称心を
持たず、強誘電性を示し、その圧電性を用いた表面波フ
ィルタなどの圧電デバイスが研究され、開発され、数多
くの商品となって現在のエレクトロニクス産業を通して
社会に貢献している。
ム（以下「ＬＮ」と省略表記する。）またはタンタル酸
リチウム（以下「ＬＴ」と省略表記する。）は対称心を
持たず、強誘電性を示し、その圧電性を用いた表面波フ
ィルタなどの圧電デバイスが研究され、開発され、数多
くの商品となって現在のエレクトロニクス産業を通して
社会に貢献している。
【０００３】現在、これらの材料は、代表的には、引き
上げ法により育成された単結晶バルク材料からウエハ形
状に切断され、研磨され、さらに所望の形状に加工され
ることによって各種デバイスへの使用に供されている。
上げ法により育成された単結晶バルク材料からウエハ形
状に切断され、研磨され、さらに所望の形状に加工され
ることによって各種デバイスへの使用に供されている。
【０００４】これらのデバイスはその表面に発生する電
荷量により機能を発現し、また表面を伝播する弾性波
（表面波）を用いたＳＡＷフィルタとして用いられる場
合が多いので、薄膜または厚膜として使用した場合が最
も効率的である。また、分極軸の方向を一方向に揃え、
かつ、粒界の影響を排除するために、その薄膜は単結晶
であることが好ましい。このような理由から、ＬＮまた
はＬＴのエピタキシャル膜に関する研究が盛んに行われ
ているが、まだ実用化レベルに達しているものは得られ
ていない。
荷量により機能を発現し、また表面を伝播する弾性波
（表面波）を用いたＳＡＷフィルタとして用いられる場
合が多いので、薄膜または厚膜として使用した場合が最
も効率的である。また、分極軸の方向を一方向に揃え、
かつ、粒界の影響を排除するために、その薄膜は単結晶
であることが好ましい。このような理由から、ＬＮまた
はＬＴのエピタキシャル膜に関する研究が盛んに行われ
ているが、まだ実用化レベルに達しているものは得られ
ていない。
【０００５】エピタキシャル成長をさせるための基板と
しては、膜の結晶構造との整合性が重視され、晶系が類
似であるもの、面内の格子定数の差（格子ミスマッチ
量）が小さいものなどが選択される場合が多い。
しては、膜の結晶構造との整合性が重視され、晶系が類
似であるもの、面内の格子定数の差（格子ミスマッチ
量）が小さいものなどが選択される場合が多い。
【０００６】一方、ＬＮまたはＬＴの圧電性を利用した
弾性表面波（ＳＡＷデバイス）としての応用を考えたと
き、基板となる材料の弾性定数が大きいほど、より速い
ＳＡＷ速度が得られることが示されており｛Ｋｏｉｋｅ
ら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２巻２３３
７頁（１９９５）｝、さらにレーリー波のみならずセザ
ワ波という高次モードの弾性波を励起することが可能と
なるので、今後の高周波数化への対応という観点から重
要となっている。比較的高い弾性定数を示し、一般に入
手しやすい基板材料としては、サファイア（六方晶系、
酸化アルミニウム単結晶）が挙げられる。
弾性表面波（ＳＡＷデバイス）としての応用を考えたと
き、基板となる材料の弾性定数が大きいほど、より速い
ＳＡＷ速度が得られることが示されており｛Ｋｏｉｋｅ
ら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２巻２３３
７頁（１９９５）｝、さらにレーリー波のみならずセザ
ワ波という高次モードの弾性波を励起することが可能と
なるので、今後の高周波数化への対応という観点から重
要となっている。比較的高い弾性定数を示し、一般に入
手しやすい基板材料としては、サファイア（六方晶系、
酸化アルミニウム単結晶）が挙げられる。
【０００７】サファイア上へのＬＮまたはＬＴのエピタ
キシャル膜の製造については、たとえば、レーザーアブ
レーション法による報告（特開平５−３１９９９３
号）、ゾルーゲル法による報告｛Ｏｎｏら、Ｊ．Ａｍ．
Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，７９〔５〕１３４３−１３５０
頁（１９９６）｝およびＲＦ−スパッタリング法による
報告｛Ｓｈｉｍｉｚｕら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，Ｖｏｌ．３２，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．９Ｂ，４１
１１−４１１４頁（１９９３）｝などが開示されてい
る。
キシャル膜の製造については、たとえば、レーザーアブ
レーション法による報告（特開平５−３１９９９３
号）、ゾルーゲル法による報告｛Ｏｎｏら、Ｊ．Ａｍ．
Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，７９〔５〕１３４３−１３５０
頁（１９９６）｝およびＲＦ−スパッタリング法による
報告｛Ｓｈｉｍｉｚｕら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，Ｖｏｌ．３２，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．９Ｂ，４１
１１−４１１４頁（１９９３）｝などが開示されてい
る。
【０００８】また、ほぼ平衡状態を経由しながら育成さ
れるＬＰＥ（液相エピタキシャル）法がより完全性の高
い膜育成方法として期待されており、製造しようとする
単結晶膜と同一物質からなるバッファ層を形成した後、
液相エピタキシャル法によりＬＮ膜を得る手法（特開平
８−１２４９０号）が開示されている。
れるＬＰＥ（液相エピタキシャル）法がより完全性の高
い膜育成方法として期待されており、製造しようとする
単結晶膜と同一物質からなるバッファ層を形成した後、
液相エピタキシャル法によりＬＮ膜を得る手法（特開平
８−１２４９０号）が開示されている。
【０００９】一方、基板の製造条件の理由でサファイア
基板の主面方位によってその価格は異なるのが通常で、
対称性の高いＣ面（主面が（０，０，０，１））は他の
面に比べると３〜１０倍の価格で取り引きされている。
さらに、いずれの方位の基板でも、面粗さを可能な限り
平坦にするために鏡面研磨を行っている。上述したエピ
タキシャル膜の製造に関する報告のいずれをとっても鏡
面研磨処理を行った基板を用いており、その中でも対称
性の高いＣ面上に製造した場合に最も良好な配向性およ
び結晶性を得ている。これは、ＬＮまたはＬＴの結晶膜
がＣ軸方向に成長しやすいことが原因となっているもの
と考えられている。
基板の主面方位によってその価格は異なるのが通常で、
対称性の高いＣ面（主面が（０，０，０，１））は他の
面に比べると３〜１０倍の価格で取り引きされている。
さらに、いずれの方位の基板でも、面粗さを可能な限り
平坦にするために鏡面研磨を行っている。上述したエピ
タキシャル膜の製造に関する報告のいずれをとっても鏡
面研磨処理を行った基板を用いており、その中でも対称
性の高いＣ面上に製造した場合に最も良好な配向性およ
び結晶性を得ている。これは、ＬＮまたはＬＴの結晶膜
がＣ軸方向に成長しやすいことが原因となっているもの
と考えられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように基板とし
て検討されているサファイアはいずれも鏡面研磨された
もので、比較的入手しやすい基板であっても表面研磨処
理を行うのでコストアップの大きな要因となっている。
て検討されているサファイアはいずれも鏡面研磨された
もので、比較的入手しやすい基板であっても表面研磨処
理を行うのでコストアップの大きな要因となっている。
【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、既
存のエピタキシャル膜と品質的に同等でかつ安価なエピ
タキシャル膜を得ることができる、エピタキシャル膜製
造用の酸化物基板およびエピタキシャル膜の製造方法を
提供することである。さらに、この発明の他の目的は、
既存のエピタキシャル膜と品質的に同等でかつ安価なエ
ピタキシャル膜を得ることができるエピタキシャル膜製
造用の酸化物基板を用いた、圧電デバイスを提供するこ
とである。
存のエピタキシャル膜と品質的に同等でかつ安価なエピ
タキシャル膜を得ることができる、エピタキシャル膜製
造用の酸化物基板およびエピタキシャル膜の製造方法を
提供することである。さらに、この発明の他の目的は、
既存のエピタキシャル膜と品質的に同等でかつ安価なエ
ピタキシャル膜を得ることができるエピタキシャル膜製
造用の酸化物基板を用いた、圧電デバイスを提供するこ
とである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるエピタ
キシャル膜製造用の酸化物基板は、エピタキシャル膜を
成長させる表面が非鏡面である、エピタキシャル膜製造
用の酸化物基板である。この発明にかかるエピタキシャ
ル膜製造用の酸化物基板は、たとえば、サファイアまた
はニオブ酸リチウムである。この発明にかかるエピタキ
シャル膜の製造方法は、表面が非鏡面の酸化物基板上に
エピタキシャル膜を製造する、エピタキシャル膜の製造
方法である。この発明にかかるエピタキシャル膜の製造
方法では、エピタキシャル膜は、たとえば、ニオブ酸リ
チウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸タンタル酸
リチウムのいずれかである。また、この発明にかかるエ
ピタキシャル膜の製造方法では、酸化物基板はサファイ
ア基板であり、サファイア基板上にエピタキシャル膜と
同一組成のバッファ層を形成した後に、液相エピタキシ
ャル法でバッファ層上にエピタキシャル膜を製造しても
よい。この発明にかかる圧電デバイスは、この発明にか
かる酸化物基板と、酸化物基板上に形成されるエピタキ
シャル膜と、エピタキシャル膜上に形成されるトランス
デューサとを含む、圧電デバイスである。なお、この発
明でいう非鏡面とは、意識的にポリッシング工程を行わ
ず、その表面粗さをＪＩＳＢ０６０１−１９９４で規定
されている算術平均粗さ（Ｒａ）で表した場合に０．０
２μｍよりも大きい場合のことをいう。
キシャル膜製造用の酸化物基板は、エピタキシャル膜を
成長させる表面が非鏡面である、エピタキシャル膜製造
用の酸化物基板である。この発明にかかるエピタキシャ
ル膜製造用の酸化物基板は、たとえば、サファイアまた
はニオブ酸リチウムである。この発明にかかるエピタキ
シャル膜の製造方法は、表面が非鏡面の酸化物基板上に
エピタキシャル膜を製造する、エピタキシャル膜の製造
方法である。この発明にかかるエピタキシャル膜の製造
方法では、エピタキシャル膜は、たとえば、ニオブ酸リ
チウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸タンタル酸
リチウムのいずれかである。また、この発明にかかるエ
ピタキシャル膜の製造方法では、酸化物基板はサファイ
ア基板であり、サファイア基板上にエピタキシャル膜と
同一組成のバッファ層を形成した後に、液相エピタキシ
ャル法でバッファ層上にエピタキシャル膜を製造しても
よい。この発明にかかる圧電デバイスは、この発明にか
かる酸化物基板と、酸化物基板上に形成されるエピタキ
シャル膜と、エピタキシャル膜上に形成されるトランス
デューサとを含む、圧電デバイスである。なお、この発
明でいう非鏡面とは、意識的にポリッシング工程を行わ
ず、その表面粗さをＪＩＳＢ０６０１−１９９４で規定
されている算術平均粗さ（Ｒａ）で表した場合に０．０
２μｍよりも大きい場合のことをいう。
【００１３】上記課題は成長表面が非鏡面であることを
特徴とするエピタキシャル膜製造用の酸化物基板を用い
ることにより解決でき、成長表面が非鏡面である酸化物
基板上にエピタキシャル膜を製造することを特徴とする
エピタキシャル膜の製造方法によりこれを達成できる。
また、基板がサファイアであり、エピタキシャル膜がニ
オブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、およびニオブ酸
タンタル酸リチウムのいずれかであるときに、安価な表
面波デバイスとしての実用が可能となる。
特徴とするエピタキシャル膜製造用の酸化物基板を用い
ることにより解決でき、成長表面が非鏡面である酸化物
基板上にエピタキシャル膜を製造することを特徴とする
エピタキシャル膜の製造方法によりこれを達成できる。
また、基板がサファイアであり、エピタキシャル膜がニ
オブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、およびニオブ酸
タンタル酸リチウムのいずれかであるときに、安価な表
面波デバイスとしての実用が可能となる。
【００１４】従来なら基板表面を可能な限り鏡面に研磨
加工したものを用いてエピタキシャル成長を行ってきた
のに対して、この発明では非鏡面である酸化物基板を用
いることで同等の効果を発揮することが明らかにされた
という点で従来にない全く新規な技術を安価に提供する
ことができる。
加工したものを用いてエピタキシャル成長を行ってきた
のに対して、この発明では非鏡面である酸化物基板を用
いることで同等の効果を発揮することが明らかにされた
という点で従来にない全く新規な技術を安価に提供する
ことができる。
【００１５】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１６】
【実施例１】Ｃ面（（０，０，０，１）面）が主面とな
るようにカットしたサファイア基板を用意した。基板の
表面の算術平均粗さＲａを非接触式光学粗さ計（ＵＢＭ
社製Ｍｉｃｒｏｆｏｃｕｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて１．２５ｍｍの範囲で測定した
ところ、Ｒａ＝０．９１μｍであった。比較のために、
市販されているサファイアＣ面の研磨面の算術平均粗さ
Ｒａを同様の方法で測定したところ、Ｒａ＝０．０１μ
ｍであった。次に、高純度のエトキシリチウムとペンタ
エトキシタンタレートとを原料とし、溶媒をエタノール
として完全非水条件下で還流合成したダブルアルコキシ
ドをコーティング液として、先に用意したＲａ＝０．９
１μｍのサファイア基板上にゾルーゲル法でＬＴ膜を作
製した。コーティングにはスピンコーティング法を用
い、乾燥酸素下で６００℃の焼成を１０回繰り返した。
得られた膜のＸ線回折を測定したところ、基板面にはサ
ファイア基板からのピーク以外にＬＴの（０，０，０，
６）、（０，０，０，１２）面のピークのみが観察され
た。また、ＬＴ（０，１，−１，２）反射条件が満たさ
れるθ−２θ配置に試料をセットし面内の回転を行うΦ
スキャンを行ったところ、図１に見られるようなＣ面サ
ファイア上にＬＴがエピタキシャル成長している場合に
期待できる３回対称となった。同じ配置として、今度は
サファイア（０，１，−１，２）面の反射条件が満足す
るようにしてΦスキャンを行ったところ、ＬＴと同じΦ
の角度で同じく３回対称のピークを得た。これらの結果
より、サファイア基板とＬＴ膜の方位が一致していたの
で、エピタキシャル成長していることがわかった。この
ときに膜表面の面粗さＲａを測定したところ、Ｒａ＝
０．０９μｍとなっていた。
るようにカットしたサファイア基板を用意した。基板の
表面の算術平均粗さＲａを非接触式光学粗さ計（ＵＢＭ
社製Ｍｉｃｒｏｆｏｃｕｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて１．２５ｍｍの範囲で測定した
ところ、Ｒａ＝０．９１μｍであった。比較のために、
市販されているサファイアＣ面の研磨面の算術平均粗さ
Ｒａを同様の方法で測定したところ、Ｒａ＝０．０１μ
ｍであった。次に、高純度のエトキシリチウムとペンタ
エトキシタンタレートとを原料とし、溶媒をエタノール
として完全非水条件下で還流合成したダブルアルコキシ
ドをコーティング液として、先に用意したＲａ＝０．９
１μｍのサファイア基板上にゾルーゲル法でＬＴ膜を作
製した。コーティングにはスピンコーティング法を用
い、乾燥酸素下で６００℃の焼成を１０回繰り返した。
得られた膜のＸ線回折を測定したところ、基板面にはサ
ファイア基板からのピーク以外にＬＴの（０，０，０，
６）、（０，０，０，１２）面のピークのみが観察され
た。また、ＬＴ（０，１，−１，２）反射条件が満たさ
れるθ−２θ配置に試料をセットし面内の回転を行うΦ
スキャンを行ったところ、図１に見られるようなＣ面サ
ファイア上にＬＴがエピタキシャル成長している場合に
期待できる３回対称となった。同じ配置として、今度は
サファイア（０，１，−１，２）面の反射条件が満足す
るようにしてΦスキャンを行ったところ、ＬＴと同じΦ
の角度で同じく３回対称のピークを得た。これらの結果
より、サファイア基板とＬＴ膜の方位が一致していたの
で、エピタキシャル成長していることがわかった。この
ときに膜表面の面粗さＲａを測定したところ、Ｒａ＝
０．０９μｍとなっていた。
【００１７】
【実施例２】Ｒ面（（０，１，−１，２）面）が主面と
なるようにカットし、６μｍの研磨粉で研磨を行ったサ
ファイア基板を用意した。基板の表面の算術平均粗さＲ
ａを非接触式光学粗さ計を用いて実施例１と同様に１．
２５ｍｍの範囲で測定したところ、Ｒａ＝０．１２μｍ
であった。次に、実施例１で用いたゾルーゲルコーティ
ング液の原料のうちペンタエトキシタンタレートをペン
タエトキシナイオベートに変更し、コーティング回数を
２回にしたこと以外は実施例１と同様にして、ＬＮシー
ド層を得た。続いて、ＬｉＶＯ3 ：ＬｉＮｂＯ3 ：Ａｌ
2 Ｏ3 ＝７９：１９：２となるように高純度のＶ
2Ｏ5 、Ｌｉ2 ＣＯ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 を混合
し、白金製ルツボで溶解することで均一な溶液を用意し
た。７８０℃に保った上述の溶液にＬＮシード層を設置
したサファイア基板を接触させることで、液相エピタキ
シャル膜成長を１０分間行った。得られた膜のＸ線回折
測定を行ったところ、基板面にはサファイア基板からの
ピーク以外にＬＮの（０，１，−１，２）、（０，２，
−２，４）、（０，４，−４，８）面のピークのみが観
察された。また、ＬＮ（０，０，０，６）反射のΦスキ
ャンを行ったところ、図２に示すようにピークは１つだ
け観測され、サファイア（０，０，０，６）反射と同じ
位置に現れたので、エピタキシャル成長していることが
確認された。また、得られたＬＮエピタキシャル膜は鏡
面で、膜表面の面粗さＲａを測定したところ、Ｒａ＝
０．０２μｍとなっていた。
なるようにカットし、６μｍの研磨粉で研磨を行ったサ
ファイア基板を用意した。基板の表面の算術平均粗さＲ
ａを非接触式光学粗さ計を用いて実施例１と同様に１．
２５ｍｍの範囲で測定したところ、Ｒａ＝０．１２μｍ
であった。次に、実施例１で用いたゾルーゲルコーティ
ング液の原料のうちペンタエトキシタンタレートをペン
タエトキシナイオベートに変更し、コーティング回数を
２回にしたこと以外は実施例１と同様にして、ＬＮシー
ド層を得た。続いて、ＬｉＶＯ3 ：ＬｉＮｂＯ3 ：Ａｌ
2 Ｏ3 ＝７９：１９：２となるように高純度のＶ
2Ｏ5 、Ｌｉ2 ＣＯ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 を混合
し、白金製ルツボで溶解することで均一な溶液を用意し
た。７８０℃に保った上述の溶液にＬＮシード層を設置
したサファイア基板を接触させることで、液相エピタキ
シャル膜成長を１０分間行った。得られた膜のＸ線回折
測定を行ったところ、基板面にはサファイア基板からの
ピーク以外にＬＮの（０，１，−１，２）、（０，２，
−２，４）、（０，４，−４，８）面のピークのみが観
察された。また、ＬＮ（０，０，０，６）反射のΦスキ
ャンを行ったところ、図２に示すようにピークは１つだ
け観測され、サファイア（０，０，０，６）反射と同じ
位置に現れたので、エピタキシャル成長していることが
確認された。また、得られたＬＮエピタキシャル膜は鏡
面で、膜表面の面粗さＲａを測定したところ、Ｒａ＝
０．０２μｍとなっていた。
【００１８】
【実施例３】実施例２において液相エピタキシャル成長
で用いるＮｂ2 Ｏ5 の代わりにＮｂ 2 Ｏ5 とＴａ2 Ｏ5
との混合物がＮｂ2 Ｏ5 ：Ｔａ2 Ｏ5 ＝４：６（モル
比）となるように変更した。このときのメルト組成の成
分比はＬｉＶＯ3 ：Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ3 ：Ａｌ2 Ｏ
3 ＝７９：１９：２であった。育成温度は９３０℃と
し、実施例２のＬＮシード層を介してニオブ酸タンタル
酸リチウム（以下「ＬＮＴ」と省略表記する。）膜のエ
ピタキシャル成長を１０分間行った。得られた膜のＸ線
回折測定を行ったところ、基板面にはサファイア基板か
らのピーク以外にＬＮＴの（０，１，−１，２）、
（０，２，−２，４）、（０，４，−４，８）面のピー
クのみが観察された。また、ＬＮＴ（０，０，０，６）
反射のΦスキャンを行ったところ、ピークは１つだけ観
測され（図示なし）、サファイア（０，０，０，６）反
射と同じ位置に現れたのでエピタキシャル成長している
ことが確認された。また、得られたＬＮＴエピタキシャ
ル膜は、ほぼ鏡面であった。
で用いるＮｂ2 Ｏ5 の代わりにＮｂ 2 Ｏ5 とＴａ2 Ｏ5
との混合物がＮｂ2 Ｏ5 ：Ｔａ2 Ｏ5 ＝４：６（モル
比）となるように変更した。このときのメルト組成の成
分比はＬｉＶＯ3 ：Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ3 ：Ａｌ2 Ｏ
3 ＝７９：１９：２であった。育成温度は９３０℃と
し、実施例２のＬＮシード層を介してニオブ酸タンタル
酸リチウム（以下「ＬＮＴ」と省略表記する。）膜のエ
ピタキシャル成長を１０分間行った。得られた膜のＸ線
回折測定を行ったところ、基板面にはサファイア基板か
らのピーク以外にＬＮＴの（０，１，−１，２）、
（０，２，−２，４）、（０，４，−４，８）面のピー
クのみが観察された。また、ＬＮＴ（０，０，０，６）
反射のΦスキャンを行ったところ、ピークは１つだけ観
測され（図示なし）、サファイア（０，０，０，６）反
射と同じ位置に現れたのでエピタキシャル成長している
ことが確認された。また、得られたＬＮＴエピタキシャ
ル膜は、ほぼ鏡面であった。
【００１９】
【実施例４】Ｘカット（１，１，−２，０）ＬＮ基板の
ＣＺ引き上げをした３インチのインゴットからスライサ
ーで厚み１ｍｍにカットしたままのウエハーを用意し
た。表面の算術平均粗さＲａを測定したが非接触式光学
粗さ計では測定できなかったので接触式の粗さ計で測定
した。その結果、Ｒａ＝１１．５μｍであった。続いて
ＬｉＶＯ3 ：ＬｉＮｂＯ3 ＝８０：２０の組成を示すメ
ルトに基板を接触させることで液相エピタキシャル成長
させた。基板表面にはＬＮ膜の成長が見られ、高分解能
Ｘ線回折装置（分解能１２秒）によるロッキングカーブ
測定の結果、図３に示すようなチャートを得た。また、
（０，３，−３，０）反射のロッキングカーブ測定を行
った場合にも、図３と同様に僅かに格子定数の変化した
ＬＮ膜のチャートとなる結果を得た。これらの結果か
ら、明らかにＬＮ膜はエピタキシャル膜であることが分
かった。
ＣＺ引き上げをした３インチのインゴットからスライサ
ーで厚み１ｍｍにカットしたままのウエハーを用意し
た。表面の算術平均粗さＲａを測定したが非接触式光学
粗さ計では測定できなかったので接触式の粗さ計で測定
した。その結果、Ｒａ＝１１．５μｍであった。続いて
ＬｉＶＯ3 ：ＬｉＮｂＯ3 ＝８０：２０の組成を示すメ
ルトに基板を接触させることで液相エピタキシャル成長
させた。基板表面にはＬＮ膜の成長が見られ、高分解能
Ｘ線回折装置（分解能１２秒）によるロッキングカーブ
測定の結果、図３に示すようなチャートを得た。また、
（０，３，−３，０）反射のロッキングカーブ測定を行
った場合にも、図３と同様に僅かに格子定数の変化した
ＬＮ膜のチャートとなる結果を得た。これらの結果か
ら、明らかにＬＮ膜はエピタキシャル膜であることが分
かった。
【００２０】図４はこの発明にかかるＳＡＷフィルタの
一例を示す斜視図である。図４に示すＳＡＷフィルタ１
０は、酸化物基板としてサファイア基板１２を含む。サ
ファイア基板１２上には、エピタキシャル膜としてＬＮ
エピタキシャル膜１４が形成される。サファイア基板１
２およびＬＮエピタキシャル膜１４は、たとえば、上述
の実施例２にかかるものが使用される。そして、ＬＮエ
ピタキシャル膜１４の表面がわずかに研磨加工され、そ
の表面にマスクを介してスパッタリング法によってＡｌ
をコーティングして、インターデジタルトランスデュー
サ（すだれ状変換器）１６ａおよび１６ｂが形成され
る。さらに、一方のインターデジタルトランスデューサ
１６ａは、一方の入出力端子１８ａおよびアース間に接
続され、他方のインターデジタルトランスデューサ１６
ｂは、他方の入出力端子１８ｂおよびアース間に接続さ
れる。
一例を示す斜視図である。図４に示すＳＡＷフィルタ１
０は、酸化物基板としてサファイア基板１２を含む。サ
ファイア基板１２上には、エピタキシャル膜としてＬＮ
エピタキシャル膜１４が形成される。サファイア基板１
２およびＬＮエピタキシャル膜１４は、たとえば、上述
の実施例２にかかるものが使用される。そして、ＬＮエ
ピタキシャル膜１４の表面がわずかに研磨加工され、そ
の表面にマスクを介してスパッタリング法によってＡｌ
をコーティングして、インターデジタルトランスデュー
サ（すだれ状変換器）１６ａおよび１６ｂが形成され
る。さらに、一方のインターデジタルトランスデューサ
１６ａは、一方の入出力端子１８ａおよびアース間に接
続され、他方のインターデジタルトランスデューサ１６
ｂは、他方の入出力端子１８ｂおよびアース間に接続さ
れる。
【００２１】なお、この発明にかかる酸化物基板やエピ
タキシャル膜は、図４に示すＳＡＷデバイス１０に限ら
ず、他の圧電デバイスに用いられてもよい。
タキシャル膜は、図４に示すＳＡＷデバイス１０に限ら
ず、他の圧電デバイスに用いられてもよい。
【００２２】
【発明の効果】この発明で述べた非鏡面の酸化物基板を
用いることによってエピタキシャル膜の品質を保ちつつ
コストを下げることが可能となった。非鏡面の酸化物基
板上にエピタキシャル成長する理由は明確ではないが主
面の方位とは異なる種々の局所的な面が出現しているの
が原因であると思われる。つまり、結晶成長核が自己選
択的に好ましいサイトを選び成長するので主面方位によ
らずエピタキシャル膜が得られるものと考えることがで
きる。この発明によれば、既存のエピタキシャル膜と品
質的に同等でかつ安価なエピタキシャル膜を得ることが
できる。
用いることによってエピタキシャル膜の品質を保ちつつ
コストを下げることが可能となった。非鏡面の酸化物基
板上にエピタキシャル成長する理由は明確ではないが主
面の方位とは異なる種々の局所的な面が出現しているの
が原因であると思われる。つまり、結晶成長核が自己選
択的に好ましいサイトを選び成長するので主面方位によ
らずエピタキシャル膜が得られるものと考えることがで
きる。この発明によれば、既存のエピタキシャル膜と品
質的に同等でかつ安価なエピタキシャル膜を得ることが
できる。
【図１】実施例１で得られたＬＴ膜の（０，１，−１，
２）反射についてのΦスキャン測定の結果を示すチャー
トであり、横軸はΦの回転角、縦軸はＸ軸強度を示す。
２）反射についてのΦスキャン測定の結果を示すチャー
トであり、横軸はΦの回転角、縦軸はＸ軸強度を示す。
【図２】実施例２で得られたＬＮ膜の（０，０，０，
６）反射についてのΦスキャン測定の結果を示すチャー
トであり、横軸はΦの回転角、縦軸はＸ線強度を示す。
６）反射についてのΦスキャン測定の結果を示すチャー
トであり、横軸はΦの回転角、縦軸はＸ線強度を示す。
【図３】実施例４で得られたＬＮ膜のロッキングカーブ
測定の結果を示すチャートであり、横軸はΩのロッキン
グ角、縦軸はＸ線強度を示す。
測定の結果を示すチャートであり、横軸はΩのロッキン
グ角、縦軸はＸ線強度を示す。
【図４】この発明にかかるＳＡＷフィルタの一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
１０ ＳＡＷフィルタ １２ サファイア基板 １４ ＬＮエピタキシャル膜 １６ａ、１６ｂ インターデジタルトランスデューサ １８ａ、１８ｂ 入出力端子
Claims (6)
- 【請求項１】 エピタキシャル膜を成長させる表面が非
鏡面である、エピタキシャル膜製造用の酸化物基板。 - 【請求項２】 前記酸化物基板はサファイアまたはニオ
ブ酸リチウムである、請求項１に記載のエピタキシャル
膜製造用の酸化物基板。 - 【請求項３】 表面が非鏡面の酸化物基板上にエピタキ
シャル膜を製造する、エピタキシャル膜の製造方法。 - 【請求項４】 前記エピタキシャル膜は、ニオブ酸リチ
ウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸タンタル酸リ
チウムのうちのいずれかである、請求項３に記載のエピ
タキシャル膜の製造方法。 - 【請求項５】 前記酸化物基板はサファイア基板であ
り、 前記サファイア基板上に前記エピタキシャル膜と同一組
成のバッファ層を形成した後に、液相エピタキシャル法
で前記バッファ層上に前記エピタキシャル膜を製造す
る、請求項４に記載のエピタキシャル膜の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の酸化物
基板、 前記酸化物基板上に形成されるエピタキシャル膜、およ
び前記エピタキシャル膜上に形成されるトランスデュー
サを含む、圧電デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29981999A JP2001122699A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | エピタキシャル膜製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29981999A JP2001122699A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | エピタキシャル膜製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および圧電デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001122699A true JP2001122699A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17877313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29981999A Pending JP2001122699A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | エピタキシャル膜製造用の酸化物基板、エピタキシャル膜の製造方法および圧電デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001122699A (ja) |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29981999A patent/JP2001122699A/ja active Pending
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