JP2002033531A - 圧電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子 - Google Patents
圧電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下地へのダメージの無い安全な微細加工を実
現し、エッチングを膜の深さ方向で制御した微細加工を
容易にし、膜単体でも取り出す事を可能にする事によ
り、高信頼性、高品質の様々な圧電素子を達成し得る圧
電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子を提供するこ
と。 【解決手段】 基板１１上に形成される圧電特性を有す
る母相膜１３の表面、裏面ないし膜中に母相膜１３より
も耐食性に優れる保護層１４を形成しておき微細加工を
行うことを特徴とする。
現し、エッチングを膜の深さ方向で制御した微細加工を
容易にし、膜単体でも取り出す事を可能にする事によ
り、高信頼性、高品質の様々な圧電素子を達成し得る圧
電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子を提供するこ
と。 【解決手段】 基板１１上に形成される圧電特性を有す
る母相膜１３の表面、裏面ないし膜中に母相膜１３より
も耐食性に優れる保護層１４を形成しておき微細加工を
行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子用膜の製造方法
に係り、より詳細には、例えばアクチュエーター、セン
サー等に用いられる圧電素子に利用する圧電素子用膜の
製造方法に関するものである。
に係り、より詳細には、例えばアクチュエーター、セン
サー等に用いられる圧電素子に利用する圧電素子用膜の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、強誘電体の圧電性、焦電性、分極
反転等の物性を用いた圧電素子やセンサー、不揮発メモ
リー等のデバイス研究が盛んである。なかでも圧電素子
を用いてインクを吐出させるインクジェット方式は高速
高密度で高精細高画質の記録が可能で、かつ、カラー化
・コンパクト化にも適しており、プリンターはもとよ
り、複写機、ファクシミリ、電卓等にも適用され、近年
急速な発展を成し遂げた。
反転等の物性を用いた圧電素子やセンサー、不揮発メモ
リー等のデバイス研究が盛んである。なかでも圧電素子
を用いてインクを吐出させるインクジェット方式は高速
高密度で高精細高画質の記録が可能で、かつ、カラー化
・コンパクト化にも適しており、プリンターはもとよ
り、複写機、ファクシミリ、電卓等にも適用され、近年
急速な発展を成し遂げた。
【０００３】―方、将来における更なる高品位・高精細
な記録技術への要望が高まってきている。実現の為の一
つの方法として圧電特性を有する膜を利用した圧電素子
があげられ、次世代高品位・高精細記録技術への応用が
期待されている。
な記録技術への要望が高まってきている。実現の為の一
つの方法として圧電特性を有する膜を利用した圧電素子
があげられ、次世代高品位・高精細記録技術への応用が
期待されている。
【０００４】圧電特性を有する膜の作製にあたっては、
膜の結晶性の向上が重要である。例えば特開平６−２９
０９８３号公報などに、組成の異なる結晶性の高い膜を
最初につける事により膜全体の結晶性が向上することが
記載されている。
膜の結晶性の向上が重要である。例えば特開平６−２９
０９８３号公報などに、組成の異なる結晶性の高い膜を
最初につける事により膜全体の結晶性が向上することが
記載されている。
【０００５】また、膜中の組成制御も重要であり、例え
ば特開平８−１８６１８２号公報などに、厚膜方向の組
成制御による内部電荷分布に対向する自発分極の発生が
記載されている。
ば特開平８−１８６１８２号公報などに、厚膜方向の組
成制御による内部電荷分布に対向する自発分極の発生が
記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子用膜は―般に複合酸化物てあるため希酸・弱アルカリ
には難溶であり、また十分な圧電性を確保するためには
数μｍ以上の厚さが必要となり、そのウエットエッチン
グによる膜の微細加工には強力な酸・アルカリが用いら
れる。そのため強酸・強アルカリによる微細加工時に下
地へのダメージが問題となる。
子用膜は―般に複合酸化物てあるため希酸・弱アルカリ
には難溶であり、また十分な圧電性を確保するためには
数μｍ以上の厚さが必要となり、そのウエットエッチン
グによる膜の微細加工には強力な酸・アルカリが用いら
れる。そのため強酸・強アルカリによる微細加工時に下
地へのダメージが問題となる。
【０００７】また、エッチングを膜の深さ方向で制御す
る微細加工も困難である。
る微細加工も困難である。
【０００８】さらには基板を溶解し、膜単体を取り出す
事も非常に困難である。
事も非常に困難である。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決し、下地への
ダメージの無い安全な微細加工を実現し、エッチングを
膜の深さ方向で制御した微細加工を容易にし、膜単体で
も取り出す事を可能にする事により、高信頼性、高品質
の様々な圧電素子を達成し得る圧電特性を有する膜の製
造方法及び圧電素子を提供することを目的とする。
ダメージの無い安全な微細加工を実現し、エッチングを
膜の深さ方向で制御した微細加工を容易にし、膜単体で
も取り出す事を可能にする事により、高信頼性、高品質
の様々な圧電素子を達成し得る圧電特性を有する膜の製
造方法及び圧電素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電特性を有す
る膜の製造方法は、基板上に形成される圧電特性を有す
る母相膜の表面、裏面ないし膜中に前記母相膜よりも耐
食性に優れる保護層を形成しておき微細加工を行うこと
を特徴とする。
る膜の製造方法は、基板上に形成される圧電特性を有す
る母相膜の表面、裏面ないし膜中に前記母相膜よりも耐
食性に優れる保護層を形成しておき微細加工を行うこと
を特徴とする。
【００１１】前記保護層は０．５μｍ以下とすることが
好ましく、０．１μｍ以下とすることがより好ましい。
０．５μｍ以下とすることにより母相膜の圧電特性がほ
とんど損なわれない。一方、下限としては保護層がその
耐食性としての機能を十分に発揮するという理由から
０.０１μｍ以上が好ましい。
好ましく、０．１μｍ以下とすることがより好ましい。
０．５μｍ以下とすることにより母相膜の圧電特性がほ
とんど損なわれない。一方、下限としては保護層がその
耐食性としての機能を十分に発揮するという理由から
０.０１μｍ以上が好ましい。
【００１２】保護層の形成は母相膜の成膜中に成膜条件
を変える事によって行うことが好ましい。
を変える事によって行うことが好ましい。
【００１３】母相膜として複合酸化物を用いる事が好ま
しく、より具体的にはＡＢＯ３型ぺ口ブスカイト構造を
有する複合酸化物を用いることが好ましい。一方、保護
層としてＡ原子数＜Ｂ原子数を満たす酸化物を用いるこ
とが好ましい。
しく、より具体的にはＡＢＯ３型ぺ口ブスカイト構造を
有する複合酸化物を用いることが好ましい。一方、保護
層としてＡ原子数＜Ｂ原子数を満たす酸化物を用いるこ
とが好ましい。
【００１４】ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造を有する複
合酸化物として、ＡサイトはＰｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａか
ら選ばれる少なくとも１種類、ＢサイトはＴｉ、Ｚｒ、
Ｎｂから選ばれる少なくとも１種類の元素を含む事が好
ましい。
合酸化物として、ＡサイトはＰｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａか
ら選ばれる少なくとも１種類、ＢサイトはＴｉ、Ｚｒ、
Ｎｂから選ばれる少なくとも１種類の元素を含む事が好
ましい。
【００１５】母相膜が少なくともＰｂ、Ｚr、Ｔｉを主
成分とし、保護層は原子数においてＰｂが（Ｚｒ十Ｔ
ｉ）以下の組成であることが好ましい。
成分とし、保護層は原子数においてＰｂが（Ｚｒ十Ｔ
ｉ）以下の組成であることが好ましい。
【００１６】成膜手段としてＲＦスパッタリングを用い
ることが好ましい。
ることが好ましい。
【００１７】保護層の形成は、母相膜の成膜中に成膜ガ
ス圧を変える事によって行うことが好ましい。ガス圧の
変化量は膜の材料によっても異なるので予め各種材料に
ついて実験などにより求めておけばよい。
ス圧を変える事によって行うことが好ましい。ガス圧の
変化量は膜の材料によっても異なるので予め各種材料に
ついて実験などにより求めておけばよい。
【００１８】保護層の形成は、母相膜の成膜中に基板温
度を変える事によって行うこともできる。温度の変化量
は膜の材料によっても異なるので予め各種材料について
実験などにより求めておけばよい。
度を変える事によって行うこともできる。温度の変化量
は膜の材料によっても異なるので予め各種材料について
実験などにより求めておけばよい。
【００１９】保護層は母相膜の成膜前に形成しておいて
もよく、母相膜の成膜途中に形成してもよい。さらに、
母相膜の成膜後に形成してもよい。もちろん、成膜前、
途中、後のすべてにおいて形成してもよい。保護層は複
数層形成する事も可能であり、母相膜の中に複数形成し
てもよい。複数層形成する場合、同じ材料を用いてもよ
いし異なる材料を用いてもよい。
もよく、母相膜の成膜途中に形成してもよい。さらに、
母相膜の成膜後に形成してもよい。もちろん、成膜前、
途中、後のすべてにおいて形成してもよい。保護層は複
数層形成する事も可能であり、母相膜の中に複数形成し
てもよい。複数層形成する場合、同じ材料を用いてもよ
いし異なる材料を用いてもよい。
【００２０】
【作用】スパッタなどの成膜中にガス圧や基板温度など
の条件を変える事により膜の組成が変化する事は良く知
られている。
の条件を変える事により膜の組成が変化する事は良く知
られている。
【００２１】本発明者はスパッタリングなどの成膜検討
中にできた様々な膜の組成分析中に、膜組成によって酸
への溶解度が著しく異なる事を発見した。
中にできた様々な膜の組成分析中に、膜組成によって酸
への溶解度が著しく異なる事を発見した。
【００２２】そこで、更に詳細な検討を行った結果、特
にＡＢＯ３で表されるＰＺＴなどのペロブスカイト構造
の酸化物の場合、Ａサイトの原子が減少しＢサイトの原
子が中心の酸化物の場合に、本来のペロブスカイト構造
物よりも遥かに酸に難溶である事を発見した。
にＡＢＯ３で表されるＰＺＴなどのペロブスカイト構造
の酸化物の場合、Ａサイトの原子が減少しＢサイトの原
子が中心の酸化物の場合に、本来のペロブスカイト構造
物よりも遥かに酸に難溶である事を発見した。
【００２３】すなわち圧電特性を有する膜の成膜後に連
続して組成を変化させる事により、強い酸にも難溶なス
トップエッチ層が形成でき、強力な酸による下地へのダ
メージを軽減する事が可能となる。
続して組成を変化させる事により、強い酸にも難溶なス
トップエッチ層が形成でき、強力な酸による下地へのダ
メージを軽減する事が可能となる。
【００２４】また、圧電特性を有する膜の成膜途中に組
成を変化させ、膜内部に強い酸にも難溶な保護層を１層
もしくは複数層設けるならば、ウェットエッチングを深
さ方向でコントロ―ルするような微細加エが可能にな
る。
成を変化させ、膜内部に強い酸にも難溶な保護層を１層
もしくは複数層設けるならば、ウェットエッチングを深
さ方向でコントロ―ルするような微細加エが可能にな
る。
【００２５】さらには、母相膜の成膜前後に組成を変化
させ、膜の両面に強い酸にも難溶な保護層を設ける事に
より膜単体を取り出す事が可能となる。
させ、膜の両面に強い酸にも難溶な保護層を設ける事に
より膜単体を取り出す事が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２７】本発明における圧電特性を有する膜の作成
方法にはあらゆる成膜方法を用いる事が可能であり、例
えばＲＦスパッタリング、イオンピームスパッタ、イオ
ンプレーティング、ＥＢ蒸着、プラズマＣＶＤ、ＭＯ−
ＣＶＤ、レーザーアプレーションなどが挙げられる。い
ずれの成膜方法も用いる材料を構成する原子の蒸気圧の
違いを利用して、基板温度によって組成比をコントロ―
ルし、母相膜より耐食性に優れる保護層を形成する事が
可能であるが、特にガス圧及び温度の両方で組成制御の
容易なＲＦスパッタリングが好ましい。
方法にはあらゆる成膜方法を用いる事が可能であり、例
えばＲＦスパッタリング、イオンピームスパッタ、イオ
ンプレーティング、ＥＢ蒸着、プラズマＣＶＤ、ＭＯ−
ＣＶＤ、レーザーアプレーションなどが挙げられる。い
ずれの成膜方法も用いる材料を構成する原子の蒸気圧の
違いを利用して、基板温度によって組成比をコントロ―
ルし、母相膜より耐食性に優れる保護層を形成する事が
可能であるが、特にガス圧及び温度の両方で組成制御の
容易なＲＦスパッタリングが好ましい。
【００２８】本発明における圧電特性を有する膜には、
圧電性を有するあらゆる材料を用いる事が可能である
が、特に酸化物である事が好ましく、例えばＺｎＯなど
が挙げられる，さらに酸化物の中でもＡＢ０３型ぺ口ブ
スカイト構造酸化物である事が望ましく、ＡサイトはＰ
ｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｔｉから選ばれる少なくとも１
種類、ＢサイトはＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂから選ばれる少なく
とも１種類の元素を含む物を用いる事ができる。例えば
Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）０3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔ
ｉ）０3、（Ｂａ，Ｓｒ）Ｔｉ０3、ＬｉＮｂ０3などが
その代表例としてあげられる。特にＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）
０３は圧電特性に優れ、材料として好ましい。
圧電性を有するあらゆる材料を用いる事が可能である
が、特に酸化物である事が好ましく、例えばＺｎＯなど
が挙げられる，さらに酸化物の中でもＡＢ０３型ぺ口ブ
スカイト構造酸化物である事が望ましく、ＡサイトはＰ
ｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｔｉから選ばれる少なくとも１
種類、ＢサイトはＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂから選ばれる少なく
とも１種類の元素を含む物を用いる事ができる。例えば
Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）０3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔ
ｉ）０3、（Ｂａ，Ｓｒ）Ｔｉ０3、ＬｉＮｂ０3などが
その代表例としてあげられる。特にＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）
０３は圧電特性に優れ、材料として好ましい。
【００２９】保護層は母相膜の圧電性を損なわないため
に０．５μｍ以下である事が好ましく、できれば０．１
μｍ以下である事が望ましい。
に０．５μｍ以下である事が好ましく、できれば０．１
μｍ以下である事が望ましい。
【００３０】図１に沿って圧電特性を有する膜の―般的
な構造について簡単に説明する。
な構造について簡単に説明する。
【００３１】図１は本発明を最も良く表わす一実施例で
ある。図１に示されるように、基板１１上に電極１２が
形成され、その上に圧電性を有する母相膜１３が形成さ
れる。さらに、図１の場合は本発明における母相膜より
も耐食性に優れる保護層１４は圧電牲を有する膜の成膜
後に最表面に形成されているが、圧電性を損なわない範
囲であれば、後工程のウエットエッチング等の目的に応
じて、圧電性を示す膜の内部や表面などどこにでも、単
層もしくは複数層、配置しても構わない。
ある。図１に示されるように、基板１１上に電極１２が
形成され、その上に圧電性を有する母相膜１３が形成さ
れる。さらに、図１の場合は本発明における母相膜より
も耐食性に優れる保護層１４は圧電牲を有する膜の成膜
後に最表面に形成されているが、圧電性を損なわない範
囲であれば、後工程のウエットエッチング等の目的に応
じて、圧電性を示す膜の内部や表面などどこにでも、単
層もしくは複数層、配置しても構わない。
【００３２】次に、図１、図２に沿って圧電特性を有す
る膜におけるストップエッチ層の機能例を示す。
る膜におけるストップエッチ層の機能例を示す。
【００３３】まず、図１において、基板１１上に上部電
極１２が形成され、その上に母相膜１３が形成された
後、保護層１４が形成される。その後、図２において、
基板（不図示）側を上にして下部電極１５が形成され
る。
極１２が形成され、その上に母相膜１３が形成された
後、保護層１４が形成される。その後、図２において、
基板（不図示）側を上にして下部電極１５が形成され
る。
【００３４】母相膜１３が形成された基板（不図示）は
エッチング等で除去され、上部電極１２が残っている。
ウェットエッチングによる溝１６を作製する際に、保護
層１４はエッチングをストップさせる層として機能す
る。またこの保護層の配置により溝の深さ方向でウェッ
トエッチングをコントロールし、溝の深さを自在にコン
トロールする事も可能である。
エッチング等で除去され、上部電極１２が残っている。
ウェットエッチングによる溝１６を作製する際に、保護
層１４はエッチングをストップさせる層として機能す
る。またこの保護層の配置により溝の深さ方向でウェッ
トエッチングをコントロールし、溝の深さを自在にコン
トロールする事も可能である。
【００３５】以下、実施例を示す。
【００３６】
【実施例】成膜方法としてＲＦスパッタリングを用い
て、圧電特性を有するＰＺＴ膜を成膜した例を挙げる。
て、圧電特性を有するＰＺＴ膜を成膜した例を挙げる。
【００３７】ＭｇＯ単結晶基板上に密着層としてＴｉお
よび上部電極となる電極としてＰｔをＲＦスパッタにて
形成しＰｔ／Ｔｉ／ＭｇＯ基板とした。この上にＲＦス
パッタにおいて、室温、表示Ａｒガス圧１．５Ｐａの条
件でＰＺＴ薄膜を３μｍ形成した。この条件では理想的
なＰＺＴ組成比になるが、図３に示すようにガス圧を下
げることによりＰｂの割合が減少する。ＰＺＴ薄膜が３
μｍ形成された後、プラズマ放電を安定させたまま表示
ガス圧を１／３の０．５Ｐａに下げ、Ｐｂの割合がＺｒ
＋Ｔｉより少ない、ＰＺＴより耐食性に優れる酸化物を
０．０ｌμｍ表面に形成した。
よび上部電極となる電極としてＰｔをＲＦスパッタにて
形成しＰｔ／Ｔｉ／ＭｇＯ基板とした。この上にＲＦス
パッタにおいて、室温、表示Ａｒガス圧１．５Ｐａの条
件でＰＺＴ薄膜を３μｍ形成した。この条件では理想的
なＰＺＴ組成比になるが、図３に示すようにガス圧を下
げることによりＰｂの割合が減少する。ＰＺＴ薄膜が３
μｍ形成された後、プラズマ放電を安定させたまま表示
ガス圧を１／３の０．５Ｐａに下げ、Ｐｂの割合がＺｒ
＋Ｔｉより少ない、ＰＺＴより耐食性に優れる酸化物を
０．０ｌμｍ表面に形成した。
【００３８】実施例における各条件での膜組成比とフッ
硝酸への溶解性を表１に示す。
硝酸への溶解性を表１に示す。
【００３９】Ｐｂが著しく少ない場合はフッ硝酸にもほ
とんど溶解しない。
とんど溶解しない。
【００４０】耐食性に優れる保護層は、プラズマ放電を
安定させたまま表示ガス圧を約１／２の０．７Ｐａに下
げても形成できたが、表１のようにＰｂが０．５近傍の
場台は１．０以上の場合よりも耐食性に優れフッ硝酸に
溶解しにくいが多少溶解するため、少し厚めに０．１μ
ｍ程度形成する必要があった。
安定させたまま表示ガス圧を約１／２の０．７Ｐａに下
げても形成できたが、表１のようにＰｂが０．５近傍の
場台は１．０以上の場合よりも耐食性に優れフッ硝酸に
溶解しにくいが多少溶解するため、少し厚めに０．１μ
ｍ程度形成する必要があった。
【００４１】また、耐食性に優れる保護層は基板温度を
変える事によっても形成できた。ＲＦスバッタにおい
て、基板ヒーター熱電対＝４００℃で、表示Ａｒガス圧
１．ＯＰａにＡｒの５％流量のＯ2を加えた条件でＰＺ
Ｔ薄膜を３μｍ形成した場合、図４に示すよう必理想的
なＰＺＴ組成比になったが、ヒーター温度を上げる事に
よりＰｂの割合が減少した。ＰＺＴ薄膜が３μｍ形成さ
れた後、プラズマ放電を安定させたまま基板ヒーターを
熱電対温度で６００℃に上げ、Ｐｂの割合がＺｒ＋Ｔｉ
より少ない、ＰＺＴより耐食性に優れる酸化物を０．０
１μｍ表面に形成した。表１に示すように、形成された
腐食のみに強い膜にはＰｂが著しく少なく、フッ硝酸に
もほとんど溶解しない。
変える事によっても形成できた。ＲＦスバッタにおい
て、基板ヒーター熱電対＝４００℃で、表示Ａｒガス圧
１．ＯＰａにＡｒの５％流量のＯ2を加えた条件でＰＺ
Ｔ薄膜を３μｍ形成した場合、図４に示すよう必理想的
なＰＺＴ組成比になったが、ヒーター温度を上げる事に
よりＰｂの割合が減少した。ＰＺＴ薄膜が３μｍ形成さ
れた後、プラズマ放電を安定させたまま基板ヒーターを
熱電対温度で６００℃に上げ、Ｐｂの割合がＺｒ＋Ｔｉ
より少ない、ＰＺＴより耐食性に優れる酸化物を０．０
１μｍ表面に形成した。表１に示すように、形成された
腐食のみに強い膜にはＰｂが著しく少なく、フッ硝酸に
もほとんど溶解しない。
【００４２】
【表１】 ◎：難溶性大 △：難溶性中 ×：難溶性小
【００４３】形成した薄膜を６００℃でア二―ルする事
で結晶化した後、ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＭｇＯ基板のＰ
ＺＴ表面に下部電極をＲＦスパッタにより形成した。こ
の後、熱リン酸でＭｇＯ基板を完全に溶解した後、ドラ
イエッチングにて上部電極Ｐｔ／Ｔｉをエッチングし
た。
で結晶化した後、ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＭｇＯ基板のＰ
ＺＴ表面に下部電極をＲＦスパッタにより形成した。こ
の後、熱リン酸でＭｇＯ基板を完全に溶解した後、ドラ
イエッチングにて上部電極Ｐｔ／Ｔｉをエッチングし
た。
【００４４】さらに、Ｐｔ／Ｔｉのパターンにそってフ
ッ硝酸によりＰＺＴをエッチングした所、急速にエッチ
ングが進行したが、Ｐｂの割合がＺｒ＋Ｔｉより少ない
耐食性に優れる保護層でエッチングが停止し、取り出し
て水洗を行なったが、保護層は残っていた。このように
して作製したＰＺＴ膜をｌ００Ｈｚの三角波を印加して
変位計による測定を行った所、Ｖp-p ＝２０Ｖで０．１
μｍの変位を確認し、圧電素子として十分な値だった。
ッ硝酸によりＰＺＴをエッチングした所、急速にエッチ
ングが進行したが、Ｐｂの割合がＺｒ＋Ｔｉより少ない
耐食性に優れる保護層でエッチングが停止し、取り出し
て水洗を行なったが、保護層は残っていた。このように
して作製したＰＺＴ膜をｌ００Ｈｚの三角波を印加して
変位計による測定を行った所、Ｖp-p ＝２０Ｖで０．１
μｍの変位を確認し、圧電素子として十分な値だった。
【００４５】（比較例）実施例と同様にＭｇＯ上に電極
を形成し、その上にＰＺＴを３μｍ形成した。耐食性に
優れる保護層は形成しなかった。実施例と同様に熱処理
後、下部電極形成、ＭｇＯウェットエッチング、上部電
極Ｐｔ／Ｔｉドライエッチングを行い，上部電極Ｐｔ／
Ｔｉパターンに沿ってフッ硝酸にてウェットエッチング
した所、エッチングが下部電極まて到達する部分が発生
し、デバイス評価が出来なかった。
を形成し、その上にＰＺＴを３μｍ形成した。耐食性に
優れる保護層は形成しなかった。実施例と同様に熱処理
後、下部電極形成、ＭｇＯウェットエッチング、上部電
極Ｐｔ／Ｔｉドライエッチングを行い，上部電極Ｐｔ／
Ｔｉパターンに沿ってフッ硝酸にてウェットエッチング
した所、エッチングが下部電極まて到達する部分が発生
し、デバイス評価が出来なかった。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下部電極側に母相膜膜より耐食性に優れるストップエッ
チ層を保護層として設ければ、圧電特性を有する膜のウ
エツトエッチング時に下部電極にダメージを与える危険
牲の非常に低い状態でパターニングが行え、歩留まり良
く圧電素子用膜を提供する事ができる。
下部電極側に母相膜膜より耐食性に優れるストップエッ
チ層を保護層として設ければ、圧電特性を有する膜のウ
エツトエッチング時に下部電極にダメージを与える危険
牲の非常に低い状態でパターニングが行え、歩留まり良
く圧電素子用膜を提供する事ができる。
【００４７】また圧電性を有する膜の形成途中に耐食性
に優れる保護層を設ければ、圧電特性を有する膜の任意
の位置でウェットエッチングを停止し、任意の深さの溝
を形成する事が可能である。
に優れる保護層を設ければ、圧電特性を有する膜の任意
の位置でウェットエッチングを停止し、任意の深さの溝
を形成する事が可能である。
【図１】本発明の実施例の説明に適用される圧電性を有
する膜の断面図である。
する膜の断面図である。
【図２】）本発明の実施例の説明に適用される、耐食性
に優れる保護層が圧電膜成膜後に形成された場合の加工
例の断面図である。
に優れる保護層が圧電膜成膜後に形成された場合の加工
例の断面図である。
【図３】本発明の実施例の説明における、ガス圧と膜組
成比の関係を示すグラフである。
成比の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例の説明における、基板ヒーター
熱電対温度と膜組成比の関係を示すグラフである。
熱電対温度と膜組成比の関係を示すグラフである。
１１ 膜を形成する時の基板 １２ 上部電極 １３ 母相膜（圧電性を有する膜） １４ 耐食性に優れる保護層 １５ 下部電極 １６ 加工溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ａ Ｈ０１Ｌ 41/09 41/08 Ｃ 41/18 41/18 １０１Ｚ (72)発明者 野尻 英章 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G031 AA11 AA26 AA32 BA10 CA08 GA19 4K029 AA04 BA13 BA17 BA43 BA50 BB02 BB07 BC00 CA05 DC35 EA03 EA08
Claims (17)
- 【請求項１】 基板上に形成される圧電特性を有する母
相膜の表面、裏面ないし膜中に前記母相膜よりも耐食性
に優れる保護層を形成しておき微細加工を行うことを特
徴とする圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項２】 前記保護層は０．５μｍ以下であること
を特徴とする請求項１記載の圧電特性を有する膜の製造
方法。 - 【請求項３】 前記保護層は０．１μｍ以下であること
を特徴とする請求項２記載の圧電特性を有する膜の製造
方法。 - 【請求項４】 前記母相膜の成膜中に成膜条件を変える
事によつて前記保護層を形成することを特徴とする請求
項１に記載の圧電素子用膜の製造方法。 - 【請求項５】 母相膜として複合酸化物を用いる事を特
徴とする請求項１ないし４のいずれ１項に記載の圧電特
性を有する膜の製造方法。 - 【請求項６】 圧電特性を有する膜としてＡＢＯ３型ぺ
口ブスカイト構造を有する複合酸化物を用いる事を特徴
とする請求項５に記載の圧電特性を有する膜の製造方
法。 - 【請求項７】 保護層としてＡ原子数＜Ｂ原子数を満た
す酸化物を用いる事を特徴とする請求項６に記載の圧電
特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項８】 ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造を有する
複合酸化物として、ＡサイトはＰｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａ
から選ばれる少なくとも１種類、ＢサイトはＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１種類の元素を含む事
を特徴とする請求項６または７に記載の圧電特性を有す
る膜の製造方法。 - 【請求項９】 母相膜が少なくともＰｂ、Ｚr、Ｔｉを
主成分とし、保護層は原子数においてＰｂが（Ｚｒ十Ｔ
ｉ）以下の組成である事を特徴とする、購求項８に記載
の圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１０】 成膜手段としてＲＦスパッタリングを
用いる事を特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に
記載の圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１１】 母相膜の成痕中に成膜ガス圧を変える
事によって保護層を形成するこを特徴とする請求項１に
記載の圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１２】 母相膜の成膜中に基板温度を変える事
によって保護層を形成する事を特徴とする請求項１に記
載の圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１３】 母相膜の成膜前に保護層形成する事を
特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧電
特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１４】 母相膜の成膜途中に保護層形成する事
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の圧
電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１５】 母相膜の成膜後に保護層を形成するこ
とを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の
圧電特性を有する膜の製造方法。 - 【請求項１６】 保護層を複数層形成する事を特徴とす
る請求項１〜１５のいずれか１項に記載の圧電特性を有
する膜の製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１ないし１６のいずれか１項記
載の圧電特性を有する膜の製造方法により製造された膜
を用いたことを特徴とする圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213295A JP2002033531A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 圧電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213295A JP2002033531A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 圧電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033531A true JP2002033531A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18709071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000213295A Withdrawn JP2002033531A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 圧電特性を有する膜の製造方法及び圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002033531A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007304411A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Kyoto Univ | 形状可変ミラー |
| JP2008042190A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Canon Inc | 圧電体の製造方法、圧電体素子及び液体吐出ヘッド |
| JP2008042192A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Canon Inc | 圧電体素子、圧電体の製造方法及び液体噴射ヘッド |
| JP2009535794A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | グラジエント−カプセル層を有する圧電アクチュエータおよび該圧電アクチュエータの製造法 |
-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000213295A patent/JP2002033531A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| JP2009535794A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | グラジエント−カプセル層を有する圧電アクチュエータおよび該圧電アクチュエータの製造法 |
| US8198783B2 (en) | 2006-04-28 | 2012-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoelectric actuator with encapsulation layer having a thickness-varying property gradient |
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