JP2002270914A - 圧電薄膜及びその製造方法 - Google Patents
圧電薄膜及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2002270914A JP2002270914A JP2001068662A JP2001068662A JP2002270914A JP 2002270914 A JP2002270914 A JP 2002270914A JP 2001068662 A JP2001068662 A JP 2001068662A JP 2001068662 A JP2001068662 A JP 2001068662A JP 2002270914 A JP2002270914 A JP 2002270914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- preferentially oriented
- pzt
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な自発分極特性が得られ、設計上の自由
度を大きくすることができる圧電薄膜及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 基板２上の（１１１）に優先配向された
白金薄膜４上に、（１００）に優先配向されたチタン酸
ジルコン酸鉛薄膜５が形成されて成る圧電薄膜１を構成
する。また、基板２上に（１１１）に優先配向された白
金薄膜４を形成し、その上に２０〜２００μｍの膜厚の
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜して上記圧電薄膜１を製造する。
度を大きくすることができる圧電薄膜及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 基板２上の（１１１）に優先配向された
白金薄膜４上に、（１００）に優先配向されたチタン酸
ジルコン酸鉛薄膜５が形成されて成る圧電薄膜１を構成
する。また、基板２上に（１１１）に優先配向された白
金薄膜４を形成し、その上に２０〜２００μｍの膜厚の
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜して上記圧電薄膜１を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロアクチュ
エーター等に用いて好適な圧電薄膜及びその製造方法に
係わる。
エーター等に用いて好適な圧電薄膜及びその製造方法に
係わる。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶基板を微細加工して作製
されるマイクロアクチュエーターやセンサ等の駆動源の
１つとして、圧電薄膜が使用されている。
されるマイクロアクチュエーターやセンサ等の駆動源の
１つとして、圧電薄膜が使用されている。
【０００３】一般に、この圧電薄膜はシリコン単結晶基
板（表面にごく薄いシリコン酸化膜が形成されている）
上に、Ｔｉ膜とＰｔ膜との積層膜から成る下地膜を介し
て、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）薄膜から成る圧電
膜を形成している。このチタン酸ジルコン酸鉛薄膜の形
成方法には、スパッタ法、ゾルゲル法、並びにＣＶＤ
（化学的気相成長）法等がある。
板（表面にごく薄いシリコン酸化膜が形成されている）
上に、Ｔｉ膜とＰｔ膜との積層膜から成る下地膜を介し
て、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）薄膜から成る圧電
膜を形成している。このチタン酸ジルコン酸鉛薄膜の形
成方法には、スパッタ法、ゾルゲル法、並びにＣＶＤ
（化学的気相成長）法等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のＰＺＴ薄膜にお
いては、Ｔｉリッチの組成では（１１１）に優先配向さ
せた方が高い自発分極を示し、Ｚｒリッチの組成では
（１００）に優先配向させた方が高い自発分極を示す。
そして、ＴｉリッチのＰＺＴを使用する場合だけでな
く、自発分極以外のその他の特性や製造の条件等によ
り、ＺｒリッチのＰＺＴを使用する場合もあり、その場
合には良好な特性を得るためにＰＺＴを（１００）に優
先配向させることが望ましい。
いては、Ｔｉリッチの組成では（１１１）に優先配向さ
せた方が高い自発分極を示し、Ｚｒリッチの組成では
（１００）に優先配向させた方が高い自発分極を示す。
そして、ＴｉリッチのＰＺＴを使用する場合だけでな
く、自発分極以外のその他の特性や製造の条件等によ
り、ＺｒリッチのＰＺＴを使用する場合もあり、その場
合には良好な特性を得るためにＰＺＴを（１００）に優
先配向させることが望ましい。
【０００５】ここで、（１００）に優先配向したＰＺＴ
を製造するには、下地膜のＰｔ膜を（１００）に優先配
向させる必要がある。一方、下地のＰｔ膜が（１１１）
に優先配向していると、Ｐｔ膜の影響により、その上の
ＰＺＴは（１１１）に優先配向した膜となる。
を製造するには、下地膜のＰｔ膜を（１００）に優先配
向させる必要がある。一方、下地のＰｔ膜が（１１１）
に優先配向していると、Ｐｔ膜の影響により、その上の
ＰＺＴは（１１１）に優先配向した膜となる。
【０００６】そして、（１００）に優先配向させたＰｔ
膜をシリコンウエハ上に形成するためには、Ｐｔ膜の下
地膜としてマグネシアＭｇＯ単結晶薄膜が用いられる
が、このマグネシア単結晶薄膜は単結晶化のために成膜
時の基板温度を高くする必要があり、特別な成膜装置を
使用しなければならない。従って、製造コストがかか
り、圧電薄膜を用いた装置を大量生産することが困難に
なる。
膜をシリコンウエハ上に形成するためには、Ｐｔ膜の下
地膜としてマグネシアＭｇＯ単結晶薄膜が用いられる
が、このマグネシア単結晶薄膜は単結晶化のために成膜
時の基板温度を高くする必要があり、特別な成膜装置を
使用しなければならない。従って、製造コストがかか
り、圧電薄膜を用いた装置を大量生産することが困難に
なる。
【０００７】このことから、ＺｒリッチのＰＺＴを用い
る場合にも、（１１１）に優先配向したＰＺＴ薄膜を形
成せざるを得なくなり、特性が犠牲になりデバイスの設
計上の自由度も小さくなってしまう。また、無配向のＰ
ＺＴ薄膜を形成した場合にも、圧電薄膜として充分な特
性が得られない。
る場合にも、（１１１）に優先配向したＰＺＴ薄膜を形
成せざるを得なくなり、特性が犠牲になりデバイスの設
計上の自由度も小さくなってしまう。また、無配向のＰ
ＺＴ薄膜を形成した場合にも、圧電薄膜として充分な特
性が得られない。
【０００８】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、良好な自発分極特性が得られ、設計上の自由度
を広くすることができる圧電薄膜及びその製造方法を提
供するものである。
いては、良好な自発分極特性が得られ、設計上の自由度
を広くすることができる圧電薄膜及びその製造方法を提
供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電薄膜は、基
板上の（１１１）に優先配向された白金薄膜上に、（１
００）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜が形
成されて成るものである。
板上の（１１１）に優先配向された白金薄膜上に、（１
００）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜が形
成されて成るものである。
【００１０】本発明の圧電薄膜の製造方法は、基板上に
（１１１）に優先配向された白金薄膜を形成し、この白
金薄膜上に２０〜２００μｍの膜厚の第１のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に第１のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を
成膜するものである。
（１１１）に優先配向された白金薄膜を形成し、この白
金薄膜上に２０〜２００μｍの膜厚の第１のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に第１のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を
成膜するものである。
【００１１】上述の本発明の圧電薄膜の構成によれば、
比較的容易に製造が可能な（１１１）に優先配向された
白金薄膜上に形成されていることにより、（１００）に
優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛を用いた圧電薄膜
を容易に製造することが可能な構造となっている。ま
た、（１１１）に優先配向された白金薄膜上には（１１
１）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛も形成する
ことができるので、例えば（１００）に優先配向された
チタン酸ジルコン酸鉛と（１１１）に優先配向されたチ
タン酸ジルコン酸鉛とを同一基板上に形成することも可
能になる。
比較的容易に製造が可能な（１１１）に優先配向された
白金薄膜上に形成されていることにより、（１００）に
優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛を用いた圧電薄膜
を容易に製造することが可能な構造となっている。ま
た、（１１１）に優先配向された白金薄膜上には（１１
１）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛も形成する
ことができるので、例えば（１００）に優先配向された
チタン酸ジルコン酸鉛と（１１１）に優先配向されたチ
タン酸ジルコン酸鉛とを同一基板上に形成することも可
能になる。
【００１２】上述の本発明製法によれば、（１１１）に
優先配向された白金薄膜上に２０〜２００μｍの膜厚の
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜することにより、通常は（１１
１）に優先配向されるチタン酸ジルコン酸鉛を（１０
０）に優先配向させることが可能になる。
優先配向された白金薄膜上に２０〜２００μｍの膜厚の
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜し、熱処理後に
第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に第２のチタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜を成膜することにより、通常は（１１
１）に優先配向されるチタン酸ジルコン酸鉛を（１０
０）に優先配向させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、基板上の（１１１）に
優先配向された白金薄膜上に、（１００）に優先配向さ
れたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜が形成されて成る圧電薄
膜である。
優先配向された白金薄膜上に、（１００）に優先配向さ
れたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜が形成されて成る圧電薄
膜である。
【００１４】本発明は、基板上に（１１１）に優先配向
された白金薄膜を形成し、この白金薄膜上に２０〜２０
０μｍの膜厚の第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜
し、熱処理後に第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に、
第２のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜する圧電薄膜の
製造方法である。
された白金薄膜を形成し、この白金薄膜上に２０〜２０
０μｍの膜厚の第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜
し、熱処理後に第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上に、
第２のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜する圧電薄膜の
製造方法である。
【００１５】図１は、本発明の一実施の形態として、圧
電薄膜の概略構成図（断面図）を示す。この圧電薄膜１
は、シリコンＳｉ単結晶基板２上に、Ｔｉ膜３及びＰｔ
膜４の積層膜から成る下地膜１１を介して、チタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜（以下ＰＺＴ薄膜とする）５が形成さ
れ、ＰＺＴ薄膜５上にＰｔ膜６が形成されて構成されて
いる。
電薄膜の概略構成図（断面図）を示す。この圧電薄膜１
は、シリコンＳｉ単結晶基板２上に、Ｔｉ膜３及びＰｔ
膜４の積層膜から成る下地膜１１を介して、チタン酸ジ
ルコン酸鉛薄膜（以下ＰＺＴ薄膜とする）５が形成さ
れ、ＰＺＴ薄膜５上にＰｔ膜６が形成されて構成されて
いる。
【００１６】ＰＺＴ薄膜５は、圧電作用を有しており、
電圧を加えることにより伸び縮みする圧電膜として用い
られている。ＰＺＴ薄膜５の下のＰｔ膜４は圧電膜の下
部電極となり、ＰＺＴ薄膜５の上のＰｔ膜は圧電膜の上
部電極となる。また、Ｔｉ膜３は、シリコン基板２とＰ
ｔ膜４との密着性を良好にする目的で形成されている。
電圧を加えることにより伸び縮みする圧電膜として用い
られている。ＰＺＴ薄膜５の下のＰｔ膜４は圧電膜の下
部電極となり、ＰＺＴ薄膜５の上のＰｔ膜は圧電膜の上
部電極となる。また、Ｔｉ膜３は、シリコン基板２とＰ
ｔ膜４との密着性を良好にする目的で形成されている。
【００１７】本実施の形態においては、特に圧電膜を構
成するＰＺＴ薄膜５を（１００）に優先配向したＰＺＴ
薄膜として圧電薄膜１を構成する。
成するＰＺＴ薄膜５を（１００）に優先配向したＰＺＴ
薄膜として圧電薄膜１を構成する。
【００１８】これにより、例えばＺｒリッチのＰＺＴ薄
膜５を使用する場合でも、高い自発分極を発生させて圧
電膜として良好な特性を得ることができる。
膜５を使用する場合でも、高い自発分極を発生させて圧
電膜として良好な特性を得ることができる。
【００１９】また、（１１１）に優先配向された白金薄
膜４上には（１１１）に優先配向されたチタン酸ジルコ
ン酸鉛も形成することが可能である。従って、例えば
（１００）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛５と
（１１１）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛とを
同一基板１上に共存させることも可能になる。
膜４上には（１１１）に優先配向されたチタン酸ジルコ
ン酸鉛も形成することが可能である。従って、例えば
（１００）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛５と
（１１１）に優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛とを
同一基板１上に共存させることも可能になる。
【００２０】図１に示した本実施の形態の圧電薄膜１
は、次のようにして製造を行うことができる。例えば４
インチの（１００）シリコン単結晶基板２を有機溶剤及
び純水で洗浄した。このとき、シリコン単結晶基板２の
表面にＳｉＯ2 熱酸化膜（図示せず）が３００ｎｍ程度
形成される。
は、次のようにして製造を行うことができる。例えば４
インチの（１００）シリコン単結晶基板２を有機溶剤及
び純水で洗浄した。このとき、シリコン単結晶基板２の
表面にＳｉＯ2 熱酸化膜（図示せず）が３００ｎｍ程度
形成される。
【００２１】そして、図２Ａに示すように、シリコン単
結晶２の表面上にＴｉ膜３を例えば５０ｎｍの厚さに成
膜する。成膜装置にはマグネトロンスパッタ装置を用い
て、例えばＲＦ出力１．２ｋＷ、Ａｒガス雰囲気で圧力
０．３Ｐａの条件下で成膜する。
結晶２の表面上にＴｉ膜３を例えば５０ｎｍの厚さに成
膜する。成膜装置にはマグネトロンスパッタ装置を用い
て、例えばＲＦ出力１．２ｋＷ、Ａｒガス雰囲気で圧力
０．３Ｐａの条件下で成膜する。
【００２２】次に、図２Ｂに示すように、Ｔｉ膜３の表
面上にＰｔ膜４を例えば１００ｎｍの厚さに成膜する。
成膜装置にはマグネトロンスパッタ装置を用いて、例え
ばＲＦ出力０．３ｋＷ、Ａｒガス雰囲気で圧力０．３Ｐ
ａの条件下で成膜する。これにより、Ｔｉ膜３とＰｔ膜
４の積層膜から成る下地膜１１が形成される。
面上にＰｔ膜４を例えば１００ｎｍの厚さに成膜する。
成膜装置にはマグネトロンスパッタ装置を用いて、例え
ばＲＦ出力０．３ｋＷ、Ａｒガス雰囲気で圧力０．３Ｐ
ａの条件下で成膜する。これにより、Ｔｉ膜３とＰｔ膜
４の積層膜から成る下地膜１１が形成される。
【００２３】続いて、図２Ｃに示すように、Ｐｔ膜４の
表面上にＰＺＴ薄膜（以下第１のＰＺＴ薄膜とする）７
を成膜する。この第１のＰＺＴ薄膜７の成膜には、例え
ばマグネトロンスパッタ装置を用いて、例えばＰｂ（Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3-x 組成のターゲットにより、例え
ばＲＦ出力０．３ｋＷ、Ａｒガス及び酸素雰囲気（例え
ばＡｒ／Ｏ２比＝１／９）で圧力０．４Ｐａの条件下で
成膜する。
表面上にＰＺＴ薄膜（以下第１のＰＺＴ薄膜とする）７
を成膜する。この第１のＰＺＴ薄膜７の成膜には、例え
ばマグネトロンスパッタ装置を用いて、例えばＰｂ（Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3-x 組成のターゲットにより、例え
ばＲＦ出力０．３ｋＷ、Ａｒガス及び酸素雰囲気（例え
ばＡｒ／Ｏ２比＝１／９）で圧力０．４Ｐａの条件下で
成膜する。
【００２４】次に、赤外線加熱炉内で酸素を流しながら
第１のＰＺＴ薄膜７の結晶化熱処理を行う。加熱時間及
び保持時間は例えば７００℃・１０分とする。
第１のＰＺＴ薄膜７の結晶化熱処理を行う。加熱時間及
び保持時間は例えば７００℃・１０分とする。
【００２５】続いて、図３Ｄに示すように、第１のＰＺ
Ｔ薄膜７の表面上にさらにＰＺＴ薄膜（以下第２のＰＺ
Ｔ薄膜とする）８を例えば５００ｎｍの厚さに成膜す
る。尚、成膜装置及び成膜条件は、第１のＰＺＴ薄膜７
の成膜工程と同様にすることができる。
Ｔ薄膜７の表面上にさらにＰＺＴ薄膜（以下第２のＰＺ
Ｔ薄膜とする）８を例えば５００ｎｍの厚さに成膜す
る。尚、成膜装置及び成膜条件は、第１のＰＺＴ薄膜７
の成膜工程と同様にすることができる。
【００２６】その後、再度ＰＺＴ薄膜の結晶化熱処理を
行った。この結晶化熱処理により、第１のＰＺＴ薄膜７
及び第２のＰＺＴ薄膜８が、図３Ｅに示すように（１０
０）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５となる。
行った。この結晶化熱処理により、第１のＰＺＴ薄膜７
及び第２のＰＺＴ薄膜８が、図３Ｅに示すように（１０
０）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５となる。
【００２７】その後は、ＰＺＴ薄膜５上にＰｔ膜６を成
膜することにより、図１に示した構成の圧電薄膜１を製
造することができる。
膜することにより、図１に示した構成の圧電薄膜１を製
造することができる。
【００２８】尚、Ｔｉ膜３及びＰｔ膜４の成膜方法に
は、上述のスパッタ法の他、蒸着法を用いてもよい。ま
た第１のＰＺＴ薄膜７及び第２のＰＺＴ薄膜８の成膜方
法には、上述したスパッタ法の他、ゾルゲル法等を用い
てもよい。
は、上述のスパッタ法の他、蒸着法を用いてもよい。ま
た第１のＰＺＴ薄膜７及び第２のＰＺＴ薄膜８の成膜方
法には、上述したスパッタ法の他、ゾルゲル法等を用い
てもよい。
【００２９】ここで、実際に上述の製造工程によりＰＺ
Ｔ薄膜５について、Ｘ線ディフラクトメーターを用いて
配向性を調べた。Ｘ線ディフラクトメーターによるＸ線
ピークプロファイルを図４〜図６に示す。図４はＰＺＴ
薄膜が無配向である場合のＸ線ピークプロファイルであ
り、図５はＰＺＴが（１１１）に優先配向している場合
のＸ線ピークプロファイルであり、図６はＰＺＴが（１
００）に優先配向している場合のＸ線ピークプロファイ
ルである。
Ｔ薄膜５について、Ｘ線ディフラクトメーターを用いて
配向性を調べた。Ｘ線ディフラクトメーターによるＸ線
ピークプロファイルを図４〜図６に示す。図４はＰＺＴ
薄膜が無配向である場合のＸ線ピークプロファイルであ
り、図５はＰＺＴが（１１１）に優先配向している場合
のＸ線ピークプロファイルであり、図６はＰＺＴが（１
００）に優先配向している場合のＸ線ピークプロファイ
ルである。
【００３０】試験の条件は、他の条件は同一として、第
１のＰＺＴ薄膜７の膜厚を、２０〜５００ｎｍと変化さ
せた。また、対照用として、第１のＰＺＴ薄膜７の膜厚
が０ｎｍの場合即ちＰＺＴ薄膜を１層のみで５００ｎｍ
の膜厚に成膜した場合の配向性も調べた。配向性の評価
は、Ｘ線回折プロファイル中、（１００）、（１１
０）、（１１１）のピークを用いて、各ピークの強度比
で算出した。この配向性の評価の結果を表１に示す。
１のＰＺＴ薄膜７の膜厚を、２０〜５００ｎｍと変化さ
せた。また、対照用として、第１のＰＺＴ薄膜７の膜厚
が０ｎｍの場合即ちＰＺＴ薄膜を１層のみで５００ｎｍ
の膜厚に成膜した場合の配向性も調べた。配向性の評価
は、Ｘ線回折プロファイル中、（１００）、（１１
０）、（１１１）のピークを用いて、各ピークの強度比
で算出した。この配向性の評価の結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１より、第１のＰＺＴ薄膜７の膜厚を２
０〜２００ｎｍとして、熱処理した後さらに第２のＰＺ
Ｔ薄膜８を成膜することにより、通常（１１１）に優先
配向或いは無配向となるＰＺＴ薄膜を（１００）に優先
配向させることが可能となることがわかる。以上のこと
から、第１のＰＺＴ薄膜の膜厚を制御することにより、
ＰＺＴ薄膜５の配向性を、（１１１）優先配向の他、
（１００）優先配向とすることも可能となり、デバイス
を設計する上での自由度が向上する。
０〜２００ｎｍとして、熱処理した後さらに第２のＰＺ
Ｔ薄膜８を成膜することにより、通常（１１１）に優先
配向或いは無配向となるＰＺＴ薄膜を（１００）に優先
配向させることが可能となることがわかる。以上のこと
から、第１のＰＺＴ薄膜の膜厚を制御することにより、
ＰＺＴ薄膜５の配向性を、（１１１）優先配向の他、
（１００）優先配向とすることも可能となり、デバイス
を設計する上での自由度が向上する。
【００３３】尚、ここでは第２のＰＺＴ薄膜８の膜厚を
５００ｎｍとしたが、第２のＰＺＴ薄膜８はこの膜厚に
は限定されず、その他の膜厚としても同様にＰＺＴ薄膜
５を（１００）に優先配向することが可能である。
５００ｎｍとしたが、第２のＰＺＴ薄膜８はこの膜厚に
は限定されず、その他の膜厚としても同様にＰＺＴ薄膜
５を（１００）に優先配向することが可能である。
【００３４】上述の本実施の形態によれば、比較的容易
に製造が可能な（１１１）に優先配向されたＰｔ膜４上
に、（１００）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５が形成さ
れていることにより、（１００）に優先配向されたＰＺ
Ｔ薄膜５を用いた圧電薄膜１を容易に製造することが可
能な構造となっている。これにより、例えばＰＺＴ薄膜
５にＺｒリッチのＰＺＴ薄膜５を使用する場合でも、高
い自発分極を発生させて圧電膜として良好な特性を得る
ことができる。
に製造が可能な（１１１）に優先配向されたＰｔ膜４上
に、（１００）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５が形成さ
れていることにより、（１００）に優先配向されたＰＺ
Ｔ薄膜５を用いた圧電薄膜１を容易に製造することが可
能な構造となっている。これにより、例えばＰＺＴ薄膜
５にＺｒリッチのＰＺＴ薄膜５を使用する場合でも、高
い自発分極を発生させて圧電膜として良好な特性を得る
ことができる。
【００３５】また、（１１１）に優先配向されたＰｔ膜
４上には（１１１）に優先配向されたＰＺＴ薄膜も形成
することができるので、例えば（１００）に優先配向さ
れたＰＺＴ薄膜と（１１１）に優先配向されたＰＺＴ薄
膜とを同一基板上に共存させることも可能になる。
４上には（１１１）に優先配向されたＰＺＴ薄膜も形成
することができるので、例えば（１００）に優先配向さ
れたＰＺＴ薄膜と（１１１）に優先配向されたＰＺＴ薄
膜とを同一基板上に共存させることも可能になる。
【００３６】このように、（１００）に優先配向された
ＰＺＴ薄膜５を形成したシリコン単結晶基板２を用いる
ことにより、シリコン基板のウェハ上で形成する機能デ
バイスの設計の自由度を向上させることができる。
ＰＺＴ薄膜５を形成したシリコン単結晶基板２を用いる
ことにより、シリコン基板のウェハ上で形成する機能デ
バイスの設計の自由度を向上させることができる。
【００３７】そして、同一基板上に（１００）に優先配
向上させたＰＺＴ薄膜５及び（１１１）に優先配向させ
たＰＺＴ薄膜を共存させた構成即ち配向性の異なるＰＺ
Ｔ薄膜を共存させた構成とすることにより、さらに機能
デバイスの設計の自由度を向上させることができる。
向上させたＰＺＴ薄膜５及び（１１１）に優先配向させ
たＰＺＴ薄膜を共存させた構成即ち配向性の異なるＰＺ
Ｔ薄膜を共存させた構成とすることにより、さらに機能
デバイスの設計の自由度を向上させることができる。
【００３８】また、本実施の形態によれば、（１１１）
に優先配向されたＰｔ膜４上に、２０〜２００ｎｍの膜
厚で第１のＰＺＴ薄膜７を成膜し、熱処理した後にこの
第１のＰＺＴ薄膜７上に第２のＰＺＴ薄膜８を成膜する
ことにより、（１１１）に優先配向されたＰｔ膜４上に
（１００）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５を形成するこ
とができる。
に優先配向されたＰｔ膜４上に、２０〜２００ｎｍの膜
厚で第１のＰＺＴ薄膜７を成膜し、熱処理した後にこの
第１のＰＺＴ薄膜７上に第２のＰＺＴ薄膜８を成膜する
ことにより、（１１１）に優先配向されたＰｔ膜４上に
（１００）に優先配向されたＰＺＴ薄膜５を形成するこ
とができる。
【００３９】尚、前述したように同一基板上に配向性の
異なるＰＺＴ薄膜を共存させた構成を製造する場合に
は、マスク等を使用することにより、１つのターゲット
のみで配向性の異なるＰＺＴ薄膜をシリコン基板の同一
平面内に成膜することも可能になる。
異なるＰＺＴ薄膜を共存させた構成を製造する場合に
は、マスク等を使用することにより、１つのターゲット
のみで配向性の異なるＰＺＴ薄膜をシリコン基板の同一
平面内に成膜することも可能になる。
【００４０】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
【００４１】
【発明の効果】上述の本発明によれば、（１００）に優
先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を容易に製造す
ることが可能になり、例えばジルコンリッチの組成のチ
タン酸ジルコン酸鉛薄膜を用いる場合でも高い自発分極
を発生させて圧電膜として良好な特性を得ることができ
る。
先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を容易に製造す
ることが可能になり、例えばジルコンリッチの組成のチ
タン酸ジルコン酸鉛薄膜を用いる場合でも高い自発分極
を発生させて圧電膜として良好な特性を得ることができ
る。
【００４２】また、例えば必要に応じて（１１１）に優
先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜と（１００）に
優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜とを使い分け
たり同一基板上に共存させることが可能になるため、デ
バイスの設計の自由度を大きくすることができる。
先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜と（１００）に
優先配向されたチタン酸ジルコン酸鉛薄膜とを使い分け
たり同一基板上に共存させることが可能になるため、デ
バイスの設計の自由度を大きくすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態の圧電薄膜の概略構成図
（断面図）である。
（断面図）である。
【図２】Ａ〜Ｃ 図１の圧電薄膜の製造工程を示す工程
図である。
図である。
【図３】Ｄ、Ｅ 図１の圧電薄膜の製造工程を示す工程
図である。
図である。
【図４】ＰＺＴが無配向である場合のＸ線ピークプロフ
ァイルである。
ァイルである。
【図５】ＰＺＴが（１１１）に優先配向している場合の
Ｘ線ピークプロファイルである。
Ｘ線ピークプロファイルである。
【図６】ＰＺＴが（１００）に優先配向している場合の
Ｘ線ピークプロファイルである。
Ｘ線ピークプロファイルである。
１ 圧電薄膜、２ シリコン単結晶基板、３ Ｔｉ膜、
４ Ｐｔ膜（下部電極）、５ ＰＺＴ薄膜、６ Ｐｔ膜
（上部電極）、７ 第１のＰＺＴ薄膜、８ 第２のＰＺ
Ｔ薄膜、１１ 下地膜
４ Ｐｔ膜（下部電極）、５ ＰＺＴ薄膜、６ Ｐｔ膜
（上部電極）、７ 第１のＰＺＴ薄膜、８ 第２のＰＺ
Ｔ薄膜、１１ 下地膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 順一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BD03 DA11 ED05 ED06 EF01 FE03 HA11 4K029 AA06 BA13 BA17 BA50 BB02 BD00 CA05 DC05 GA01
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上の（１１１）に優先配向された白
金薄膜上に、（１００）に優先配向されたチタン酸ジル
コン酸鉛薄膜が形成されて成ることを特徴とする圧電薄
膜。 - 【請求項２】 基板上に（１１１）に優先配向された白
金薄膜を形成し、 上記白金薄膜上に２０〜２００μｍの膜厚の第１のチタ
ン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜し、 熱処理後に、上記第１のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜上
に、第２のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜を成膜することを
特徴とする圧電薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001068662A JP5103694B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 圧電薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001068662A JP5103694B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 圧電薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270914A true JP2002270914A (ja) | 2002-09-20 |
| JP5103694B2 JP5103694B2 (ja) | 2012-12-19 |
Family
ID=18926816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001068662A Expired - Fee Related JP5103694B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 圧電薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5103694B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013191681A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ricoh Co Ltd | 電気−機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| JP2015146389A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社リコー | 酸化物結晶膜及びその製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06107491A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Rohm Co Ltd | 結晶性薄膜製造方法 |
| JPH08316433A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-11-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の強誘電体薄膜の形成方法 |
| JPH11191646A (ja) * | 1997-03-25 | 1999-07-13 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子、これを用いたインクジェット式記録ヘッド、並びに圧電体薄膜素子の製造方法 |
| JPH11220185A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｐｚｔ系強誘電体薄膜およびその形成方法ならびに同薄膜を用いた機能素子 |
| JPH11233733A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Toshiba Corp | 電子部品及びその製造方法 |
| JP2000349357A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Japan Fine Ceramics Center | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-03-12 JP JP2001068662A patent/JP5103694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06107491A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Rohm Co Ltd | 結晶性薄膜製造方法 |
| JPH08316433A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-11-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の強誘電体薄膜の形成方法 |
| JPH11191646A (ja) * | 1997-03-25 | 1999-07-13 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子、これを用いたインクジェット式記録ヘッド、並びに圧電体薄膜素子の製造方法 |
| JPH11220185A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｐｚｔ系強誘電体薄膜およびその形成方法ならびに同薄膜を用いた機能素子 |
| JPH11233733A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Toshiba Corp | 電子部品及びその製造方法 |
| JP2000349357A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Japan Fine Ceramics Center | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013191681A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ricoh Co Ltd | 電気−機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| JP2015146389A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社リコー | 酸化物結晶膜及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5103694B2 (ja) | 2012-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62216352A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| WO2009157189A1 (ja) | 圧電体素子とその製造方法 | |
| JPH08340085A (ja) | 強誘電体薄膜被覆基板、その製造方法、及びキャパシタ構造素子 | |
| JP2003298027A (ja) | 強誘電体薄膜素子およびその製造方法、これを用いた薄膜コンデンサ並びに圧電アクチュエータ | |
| WO2003012838A1 (en) | Method of etching conductive layers for capacitor and semiconductor device fabrication | |
| JPH08339715A (ja) | 強誘電体薄膜被覆基板、その製造方法、及びキャパシタ構造素子 | |
| JP4396860B2 (ja) | 圧電体層の製造方法 | |
| JP4264708B2 (ja) | セラミックス膜の製造方法 | |
| TW202125852A (zh) | 具有pmnpt層的壓電裝置之製造 | |
| JPH06317465A (ja) | 焦電型赤外線検出器およびその製造方法 | |
| JP4629896B2 (ja) | 圧電体素子及びこれを用いた電気機器 | |
| JP2002270914A (ja) | 圧電薄膜及びその製造方法 | |
| JPH0812494A (ja) | 酸化物結晶薄膜の製造方法及び薄膜素子 | |
| JP2001144341A (ja) | 圧電体膜及び圧電アクチュエータ | |
| JP2003031863A (ja) | 圧電体薄膜素子 | |
| JPH0632613A (ja) | 複合酸化物薄膜の製造方法 | |
| JP2003017767A (ja) | 圧電素子 | |
| JP4528950B2 (ja) | 強誘電体膜構造体の製造方法 | |
| JP2017195249A (ja) | 強誘電体素子及びその製造方法 | |
| JP3409944B2 (ja) | 強誘電体素子及びその製造方法 | |
| JP2000349362A (ja) | 圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2003264320A (ja) | 圧電素子の製造方法 | |
| JPH06350050A (ja) | 半導体素子の電荷蓄積部の誘電体絶縁膜の形成方法 | |
| JPH10219460A (ja) | セラミックス薄膜及びその製造方法 | |
| JP3456434B2 (ja) | 強誘電体メモリの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110901 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120619 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120904 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120917 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |