JP2003298027A - 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 - Google Patents
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Info
- Publication number
- JP2003298027A JP2003298027A JP2003012256A JP2003012256A JP2003298027A JP 2003298027 A JP2003298027 A JP 2003298027A JP 2003012256 A JP2003012256 A JP 2003012256A JP 2003012256 A JP2003012256 A JP 2003012256A JP 2003298027 A JP2003298027 A JP 2003298027A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- ferroelectric thin
- ferroelectric
- electrode
- 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
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 206
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 245
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 73
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 43
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 36
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 28
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 66
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 58
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 18
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015801 BaSrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRSFFHRCBYCWBS-UHFFFAOYSA-N [O].[O] Chemical compound [O].[O] QRSFFHRCBYCWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
- H01L28/56—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material the dielectric comprising two or more layers, e.g. comprising buffer layers, seed layers, gradient layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
- H10N30/076—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing by vapour phase deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/206—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using only longitudinal or thickness displacement, e.g. d33 or d31 type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
- Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
- Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 強誘電体薄膜素子の特性改善のため熱処理を
行う場合に表面層の変質やクラックの発生等を防止する
製造方法、およびこの強誘電体薄膜素子を用いた薄膜コ
ンデンサおよび圧電アクチュエータを提供することを目
的とする。 【解決手段】 基板１上に第１の電極膜２を形成し、こ
の第１の電極膜２上に強誘電体薄膜３を形成し、さらに
この強誘電体薄膜３上に無機保護膜４を形成する。その
後、無機保護膜４と強誘電体薄膜３とを酸素含有雰囲気
下で熱処理し、熱処理により強誘電体薄膜３成分の拡散
と無機保護膜４の酸化により強誘電体薄膜３表面に形成
された酸化拡散層６上に第２の電極膜８を形成する方法
からなる。この方法により、強誘電体薄膜３表面の変質
層やクラック等を発生させずに、強誘電特性を改善する
ことができる。
行う場合に表面層の変質やクラックの発生等を防止する
製造方法、およびこの強誘電体薄膜素子を用いた薄膜コ
ンデンサおよび圧電アクチュエータを提供することを目
的とする。 【解決手段】 基板１上に第１の電極膜２を形成し、こ
の第１の電極膜２上に強誘電体薄膜３を形成し、さらに
この強誘電体薄膜３上に無機保護膜４を形成する。その
後、無機保護膜４と強誘電体薄膜３とを酸素含有雰囲気
下で熱処理し、熱処理により強誘電体薄膜３成分の拡散
と無機保護膜４の酸化により強誘電体薄膜３表面に形成
された酸化拡散層６上に第２の電極膜８を形成する方法
からなる。この方法により、強誘電体薄膜３表面の変質
層やクラック等を発生させずに、強誘電特性を改善する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜コンデンサ、
半導体メモリや圧電アクチュエータとして利用される強
誘電体薄膜素子およびその製造方法に関する。
半導体メモリや圧電アクチュエータとして利用される強
誘電体薄膜素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、強誘電体薄膜素子は、その強誘電
特性を利用して薄膜コンデンサや不揮発性メモリ、圧電
特性を利用した圧電アクチュエータ、あるいは焦電特性
を利用した赤外線センサ等への応用が行われている。こ
れらへの応用においては、強誘電体薄膜素子の特性をさ
らに向上することが要求されている。例えば、圧電アク
チュエータへ応用するためには圧電定数を大きくするこ
とが必要である。また、強誘電体薄膜素子を用いたコン
デンサ等では、リーク電流や抗電界が小さく、かつ分極
反転に伴う劣化の少ないことが必要である。
特性を利用して薄膜コンデンサや不揮発性メモリ、圧電
特性を利用した圧電アクチュエータ、あるいは焦電特性
を利用した赤外線センサ等への応用が行われている。こ
れらへの応用においては、強誘電体薄膜素子の特性をさ
らに向上することが要求されている。例えば、圧電アク
チュエータへ応用するためには圧電定数を大きくするこ
とが必要である。また、強誘電体薄膜素子を用いたコン
デンサ等では、リーク電流や抗電界が小さく、かつ分極
反転に伴う劣化の少ないことが必要である。
【０００３】圧電アクチュエータに応用するための強誘
電体薄膜素子の製造方法として、以下の方法がある。そ
れによると、基板としては、酸化マグネシウム単結晶基
板（ＭｇＯ基板）を用いる。このＭｇＯ基板上に（１０
０）配向した白金（Ｐｔ）膜をスパッタリングにより形
成する。次に、このＰｔ膜上にチタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）の焼結体からなるターゲットを用いて基板温
度が約６００℃の条件でスパッタリングして成膜するこ
とで、膜面に垂直方向に配向したＰＺＴ膜を形成してい
る（特許文献１）。
電体薄膜素子の製造方法として、以下の方法がある。そ
れによると、基板としては、酸化マグネシウム単結晶基
板（ＭｇＯ基板）を用いる。このＭｇＯ基板上に（１０
０）配向した白金（Ｐｔ）膜をスパッタリングにより形
成する。次に、このＰｔ膜上にチタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）の焼結体からなるターゲットを用いて基板温
度が約６００℃の条件でスパッタリングして成膜するこ
とで、膜面に垂直方向に配向したＰＺＴ膜を形成してい
る（特許文献１）。
【０００４】また、不揮発性メモリとして応用する場
合、基板材料としては種々の半導体回路を形成できるシ
リコン単結晶基板（Ｓｉ基板）を用いる必要がある。こ
のＳｉ基板上に良好な強誘電特性を有する誘電体薄膜素
子を形成するため、成膜後に熱処理が通常行われてい
る。
合、基板材料としては種々の半導体回路を形成できるシ
リコン単結晶基板（Ｓｉ基板）を用いる必要がある。こ
のＳｉ基板上に良好な強誘電特性を有する誘電体薄膜素
子を形成するため、成膜後に熱処理が通常行われてい
る。
【０００５】例えば、ＰＺＴ膜からなる強誘電体薄膜を
用いて強誘電性メモリ回路を作製する場合に、オゾンア
ニールを行い、強誘電性コンデンサの特性を改善する方
法がある。スパッタ成膜された強誘電体薄膜は一般に膜
中に欠陥を多く含んでおり、さらにこの強誘電性コンデ
ンサ上にシリケートガラス等の絶縁膜を化学気相成膜法
で形成すると、水素原子または窒素原子が強誘電体薄膜
中に拡散して置換型不純物となり、強誘電特性が劣化す
ることがある。オゾンアニールは、オゾンの分解により
生じた活性な酸素を膜中に拡散させて、このような欠陥
や劣化を修復して結晶性を改善するために行われる（特
許文献２）。
用いて強誘電性メモリ回路を作製する場合に、オゾンア
ニールを行い、強誘電性コンデンサの特性を改善する方
法がある。スパッタ成膜された強誘電体薄膜は一般に膜
中に欠陥を多く含んでおり、さらにこの強誘電性コンデ
ンサ上にシリケートガラス等の絶縁膜を化学気相成膜法
で形成すると、水素原子または窒素原子が強誘電体薄膜
中に拡散して置換型不純物となり、強誘電特性が劣化す
ることがある。オゾンアニールは、オゾンの分解により
生じた活性な酸素を膜中に拡散させて、このような欠陥
や劣化を修復して結晶性を改善するために行われる（特
許文献２）。
【０００６】また、他の例としては、基板上に下部電極
層、中間層、誘電体層、中間層および上部電極層を順に
形成してなる薄膜コンデンサにおいて、中間層を金属元
素と酸素とを含む材料により構成する方法がある。誘電
体層が鉛（Ｐｂ）−マグネシウム（Ｍｇ）−ニオブ（Ｎ
ｂ）−酸素（Ｏ）からなるぺロブスカイト構造である場
合、中間層はＰｂ、ＭｇおよびＮｂを含む金属元素と酸
素（Ｏ）とから構成される。このような組成の中間層を
形成することで熱膨張係数差による応力を緩和でき、熱
処理をしてもクラックや剥離が生じないようにできるこ
とが示されている。この中間層は、誘電体層と接する層
側が、電極層と接する側に比べて酸素（Ｏ）の含まれる
割合を小さくした構成となっており、スパッタリング等
の成膜時に反応ガスである酸素（Ｏ）の分圧を制御して
形成している（特許文献３）。
層、中間層、誘電体層、中間層および上部電極層を順に
形成してなる薄膜コンデンサにおいて、中間層を金属元
素と酸素とを含む材料により構成する方法がある。誘電
体層が鉛（Ｐｂ）−マグネシウム（Ｍｇ）−ニオブ（Ｎ
ｂ）−酸素（Ｏ）からなるぺロブスカイト構造である場
合、中間層はＰｂ、ＭｇおよびＮｂを含む金属元素と酸
素（Ｏ）とから構成される。このような組成の中間層を
形成することで熱膨張係数差による応力を緩和でき、熱
処理をしてもクラックや剥離が生じないようにできるこ
とが示されている。この中間層は、誘電体層と接する層
側が、電極層と接する側に比べて酸素（Ｏ）の含まれる
割合を小さくした構成となっており、スパッタリング等
の成膜時に反応ガスである酸素（Ｏ）の分圧を制御して
形成している（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−３０８９２７号公報
【特許文献２】特開平６−１３５６５号公報
【特許文献３】特開平７−４５４７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第１の例では、良好な圧電特性が得られる成膜条件範囲
が狭いために、成膜条件を非常に厳しく管理する必要が
ある。さらに、この製造方法においては、熱処理により
圧電特性をさらに改善することについてはまったく示さ
れていない。
第１の例では、良好な圧電特性が得られる成膜条件範囲
が狭いために、成膜条件を非常に厳しく管理する必要が
ある。さらに、この製造方法においては、熱処理により
圧電特性をさらに改善することについてはまったく示さ
れていない。
【０００９】また、第２の例では、オゾンアニールはそ
れぞれの成膜工程毎に行われており、強誘電体薄膜形成
後にも行うことが示されている。しかしながら、強誘電
体薄膜が露出した状態で熱処理すると表面層の変質やク
ラックが発生し易いが、それに対する対策についてはま
ったく示されていない。
れぞれの成膜工程毎に行われており、強誘電体薄膜形成
後にも行うことが示されている。しかしながら、強誘電
体薄膜が露出した状態で熱処理すると表面層の変質やク
ラックが発生し易いが、それに対する対策についてはま
ったく示されていない。
【００１０】さらに、第３の例では、上部電極層側につ
いては、誘電体層上に中間層を形成し、さらに上部電極
層を形成した後に熱処理を行っている。この上部電極層
側の中間層は、上部電極層と誘電体層との熱膨張係数差
により発生する応力の緩和が目的である。したがって、
上部側の中間層を形成した状態で熱処理を行い誘電体層
の特性を改善させることについてはまったく示されてい
ない。また、上部電極層を形成後に熱処理を行う場合に
は、熱膨張係数差による熱応力をこの中間層で充分に緩
和することは比較的困難であるので、誘電体層のクラッ
クや剥離は防止できるが、応力の誘起による強誘電特性
の劣化まで防止することは困難であると思われる。
いては、誘電体層上に中間層を形成し、さらに上部電極
層を形成した後に熱処理を行っている。この上部電極層
側の中間層は、上部電極層と誘電体層との熱膨張係数差
により発生する応力の緩和が目的である。したがって、
上部側の中間層を形成した状態で熱処理を行い誘電体層
の特性を改善させることについてはまったく示されてい
ない。また、上部電極層を形成後に熱処理を行う場合に
は、熱膨張係数差による熱応力をこの中間層で充分に緩
和することは比較的困難であるので、誘電体層のクラッ
クや剥離は防止できるが、応力の誘起による強誘電特性
の劣化まで防止することは困難であると思われる。
【００１１】本発明は、強誘電体薄膜素子の特性改善の
ため熱処理を行う場合に、従来課題であった強誘電体薄
膜の表面層の変質やクラックの発生等を防止する製造方
法を提供することを目的とする。また、この強誘電体薄
膜素子を用いることで特性を改善した薄膜コンデンサお
よび圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
ため熱処理を行う場合に、従来課題であった強誘電体薄
膜の表面層の変質やクラックの発生等を防止する製造方
法を提供することを目的とする。また、この強誘電体薄
膜素子を用いることで特性を改善した薄膜コンデンサお
よび圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の強誘電体薄膜素子の製造方法は、基板上に
第１の電極膜を形成する工程と、第１の電極膜上に強誘
電体薄膜を形成する工程と、強誘電体薄膜上に無機保護
膜を形成する工程と、無機保護膜と強誘電体薄膜とを酸
素含有雰囲気下で熱処理する工程と、熱処理されること
により無機保護膜が酸化されるとともに強誘電体薄膜の
構成成分の一部が拡散して生じた酸化拡散層上に第２の
電極膜を形成する工程とを含む方法からなる。
め、本発明の強誘電体薄膜素子の製造方法は、基板上に
第１の電極膜を形成する工程と、第１の電極膜上に強誘
電体薄膜を形成する工程と、強誘電体薄膜上に無機保護
膜を形成する工程と、無機保護膜と強誘電体薄膜とを酸
素含有雰囲気下で熱処理する工程と、熱処理されること
により無機保護膜が酸化されるとともに強誘電体薄膜の
構成成分の一部が拡散して生じた酸化拡散層上に第２の
電極膜を形成する工程とを含む方法からなる。
【００１３】このような方法により、強誘電体薄膜を熱
処理するときに生じ易い剥離、表面の変質、クラックあ
るいは強誘電体薄膜構成成分の揮発、蒸発を防止し、か
つ熱処理による結晶性の改善が可能となり、強誘電体薄
膜素子の特性を大きく向上できる。
処理するときに生じ易い剥離、表面の変質、クラックあ
るいは強誘電体薄膜構成成分の揮発、蒸発を防止し、か
つ熱処理による結晶性の改善が可能となり、強誘電体薄
膜素子の特性を大きく向上できる。
【００１４】また、本発明の強誘電体薄膜素子の製造方
法は、上述の無機保護膜が強誘電体薄膜の構成成分の少
なくとも１つを含む構成からなる。この材料構成による
製造方法とすることで、無機保護膜が熱処理により酸化
したときに強誘電体薄膜構成成分との反応または拡散が
生じ易くなり、表面の変質やクラック発生あるいは強誘
電体薄膜の成分の揮発、蒸発を防止できる。
法は、上述の無機保護膜が強誘電体薄膜の構成成分の少
なくとも１つを含む構成からなる。この材料構成による
製造方法とすることで、無機保護膜が熱処理により酸化
したときに強誘電体薄膜構成成分との反応または拡散が
生じ易くなり、表面の変質やクラック発生あるいは強誘
電体薄膜の成分の揮発、蒸発を防止できる。
【００１５】また、本発明の強誘電体薄膜素子の製造方
法は、強誘電体薄膜がチタン（Ｔｉ）とジルコニウム
（Ｚｒ）の少なくとも一方を構成元素として含み、無機
保護膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を含む構成からな
る。この製造方法により、無機保護膜が熱処理により酸
化した場合、その酸化層は強誘電体薄膜と同じ構成成分
であるので強誘電体薄膜との反応、拡散が生じて、変質
やクラック発生をより確実に防止できる。さらに、Ｔｉ
やＺｒは酸化し易い金属であるので比較的低温の熱処理
でも変質やクラック発生を抑制できる。また、Ｔｉの酸
化物であるＴｉＯ 2は比較的比誘電率が大きいので、酸
化拡散層が生じても全体の比誘電率や圧電特性の劣化を
生じ難くできるという作用も有する。
法は、強誘電体薄膜がチタン（Ｔｉ）とジルコニウム
（Ｚｒ）の少なくとも一方を構成元素として含み、無機
保護膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を含む構成からな
る。この製造方法により、無機保護膜が熱処理により酸
化した場合、その酸化層は強誘電体薄膜と同じ構成成分
であるので強誘電体薄膜との反応、拡散が生じて、変質
やクラック発生をより確実に防止できる。さらに、Ｔｉ
やＺｒは酸化し易い金属であるので比較的低温の熱処理
でも変質やクラック発生を抑制できる。また、Ｔｉの酸
化物であるＴｉＯ 2は比較的比誘電率が大きいので、酸
化拡散層が生じても全体の比誘電率や圧電特性の劣化を
生じ難くできるという作用も有する。
【００１６】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子の製造
方法は、強誘電体薄膜が構成元素としてさらに鉛（Ｐ
ｂ）を含む構成からなる。この材料を用いた場合でも、
本発明の無機保護膜の酸化層とＰｂの酸化物であるＰｂ
Ｏとが反応または酸化層がキャップ層となり強誘電体薄
膜中からＰｂが揮発、蒸発することを有効に防止でき、
熱処理をより安定して行うことができる。
方法は、強誘電体薄膜が構成元素としてさらに鉛（Ｐ
ｂ）を含む構成からなる。この材料を用いた場合でも、
本発明の無機保護膜の酸化層とＰｂの酸化物であるＰｂ
Ｏとが反応または酸化層がキャップ層となり強誘電体薄
膜中からＰｂが揮発、蒸発することを有効に防止でき、
熱処理をより安定して行うことができる。
【００１７】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子の製造
方法は、基板が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単結晶基板
であり、第１の電極膜が白金（Ｐｔ）膜である構成から
なる。この構成からなる製造方法とすることにより、強
誘電体薄膜は成膜時点で基板面に対して垂直方向に配向
させることができる。この結果、強誘電体薄膜素子形成
後の熱処理は応力緩和や酸素欠陥の補償等が可能な温度
条件でもよく、従来の熱処理条件よりも低温での熱処理
が可能となる。
方法は、基板が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単結晶基板
であり、第１の電極膜が白金（Ｐｔ）膜である構成から
なる。この構成からなる製造方法とすることにより、強
誘電体薄膜は成膜時点で基板面に対して垂直方向に配向
させることができる。この結果、強誘電体薄膜素子形成
後の熱処理は応力緩和や酸素欠陥の補償等が可能な温度
条件でもよく、従来の熱処理条件よりも低温での熱処理
が可能となる。
【００１８】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子の製造
方法は、第１の電極膜と強誘電体薄膜とをスパッタリン
グにより形成する方法からなる。この方法により、量産
性よく、かつ特性の再現性のよりよい強誘電体薄膜素子
を製造することができる。
方法は、第１の電極膜と強誘電体薄膜とをスパッタリン
グにより形成する方法からなる。この方法により、量産
性よく、かつ特性の再現性のよりよい強誘電体薄膜素子
を製造することができる。
【００１９】また、本発明の強誘電体薄膜素子は、基板
上に形成された第１の電極膜と、この第１の電極膜上に
形成された強誘電体薄膜と、この強誘電体薄膜上に形成
された無機保護膜中に強誘電体薄膜の構成成分の一部が
拡散して形成された酸化拡散層と、酸化拡散層上に形成
された第２の電極膜とから構成される。
上に形成された第１の電極膜と、この第１の電極膜上に
形成された強誘電体薄膜と、この強誘電体薄膜上に形成
された無機保護膜中に強誘電体薄膜の構成成分の一部が
拡散して形成された酸化拡散層と、酸化拡散層上に形成
された第２の電極膜とから構成される。
【００２０】この構成により、酸化拡散層が強誘電体薄
膜を熱処理するときに生じ易い剥離、表面の変質、クラ
ックあるいは強誘電体薄膜構成成分の揮発、蒸発を防止
し、かつ熱処理による強誘電体薄膜の結晶性の改善が可
能となり、強誘電体薄膜素子の特性を大きく向上でき
る。
膜を熱処理するときに生じ易い剥離、表面の変質、クラ
ックあるいは強誘電体薄膜構成成分の揮発、蒸発を防止
し、かつ熱処理による強誘電体薄膜の結晶性の改善が可
能となり、強誘電体薄膜素子の特性を大きく向上でき
る。
【００２１】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子は、酸
化拡散層の膜厚方向の酸素含有状態が強誘電体薄膜側に
向かって小さくなる勾配を有する領域が存在する構成か
らなる。この構成により、熱処理時に強誘電体薄膜の構
成成分の揮発、蒸発を有効に抑制することができる。
化拡散層の膜厚方向の酸素含有状態が強誘電体薄膜側に
向かって小さくなる勾配を有する領域が存在する構成か
らなる。この構成により、熱処理時に強誘電体薄膜の構
成成分の揮発、蒸発を有効に抑制することができる。
【００２２】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子は、酸
化拡散層が拡散した強誘電体薄膜の構成成分以外に少な
くともさらに１つ以上の構成成分を含んでもよい。この
ように無機保護膜とすることにより、熱処理で形成され
た酸化層は強誘電体薄膜の構成成分と同じ成分を含むの
で、強誘電体薄膜との反応または拡散が生じ易くなり、
この結果、強誘電体薄膜の変質やクラックをより有効に
抑制できる。
化拡散層が拡散した強誘電体薄膜の構成成分以外に少な
くともさらに１つ以上の構成成分を含んでもよい。この
ように無機保護膜とすることにより、熱処理で形成され
た酸化層は強誘電体薄膜の構成成分と同じ成分を含むの
で、強誘電体薄膜との反応または拡散が生じ易くなり、
この結果、強誘電体薄膜の変質やクラックをより有効に
抑制できる。
【００２３】さらに、本発明の強誘電体薄膜素子は、強
誘電体薄膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を構成元素と
して含み、無機保護膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を
含む構成としてもよい。また、強誘電体薄膜は構成元素
としてさらにＰｂを含む構成としてもよい。このような
構成とすることにより、無機保護膜の酸化が低温で生
じ、かつ強誘電体薄膜の構成成分で、揮発し易いＰｂＯ
との反応も低温で起こるので、熱処理により強誘電体薄
膜の特性向上を実現しながら表面の変質やクラック発生
を防止できる。
誘電体薄膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を構成元素と
して含み、無機保護膜がＴｉとＺｒの少なくとも一方を
含む構成としてもよい。また、強誘電体薄膜は構成元素
としてさらにＰｂを含む構成としてもよい。このような
構成とすることにより、無機保護膜の酸化が低温で生
じ、かつ強誘電体薄膜の構成成分で、揮発し易いＰｂＯ
との反応も低温で起こるので、熱処理により強誘電体薄
膜の特性向上を実現しながら表面の変質やクラック発生
を防止できる。
【００２４】さらに、本発明の薄膜コンデンサは、強誘
電体薄膜素子を用いた薄膜コンデンサであって、上述し
た強誘電体薄膜素子を用いた構成からなる。この強誘電
体薄膜素子を用いることにより薄膜コンデンサとして比
誘電率を大きくしながら、かつ第２の電極膜との密着性
も良好となり、信頼性の高い薄膜コンデンサを実現でき
る。
電体薄膜素子を用いた薄膜コンデンサであって、上述し
た強誘電体薄膜素子を用いた構成からなる。この強誘電
体薄膜素子を用いることにより薄膜コンデンサとして比
誘電率を大きくしながら、かつ第２の電極膜との密着性
も良好となり、信頼性の高い薄膜コンデンサを実現でき
る。
【００２５】さらに、本発明の圧電アクチュエータは、
アクチュエータを構成する圧電体素子部が上記の強誘電
体薄膜素子のいずれかから構成され、強誘電体薄膜素子
の少なくともアクチュエータとして機能する領域部の基
板が除去されていることを特徴とする。この構成によ
り、圧電特性が良好で、かつ信頼性の高い圧電アクチュ
エータが実現できる。
アクチュエータを構成する圧電体素子部が上記の強誘電
体薄膜素子のいずれかから構成され、強誘電体薄膜素子
の少なくともアクチュエータとして機能する領域部の基
板が除去されていることを特徴とする。この構成によ
り、圧電特性が良好で、かつ信頼性の高い圧電アクチュ
エータが実現できる。
【００２６】さらに、本発明の圧電アクチュエータは、
アクチュエータを構成する圧電体素子部が上記の強誘電
体薄膜素子のいずれかを一対積層し、それぞれの強誘電
体薄膜素子の第１の電極膜同士および第２の電極膜同士
を電気的に接続する接続配線と、少なくともアクチュエ
ータとして機能する領域部の基板が除去された構成を有
する。このような構成とすることにより、アクチュエー
タとして機能する領域部の基板を除去してもそりが発生
せず、かつ熱処理により圧電特性を向上させた圧電アク
チュエータを実現できる。
アクチュエータを構成する圧電体素子部が上記の強誘電
体薄膜素子のいずれかを一対積層し、それぞれの強誘電
体薄膜素子の第１の電極膜同士および第２の電極膜同士
を電気的に接続する接続配線と、少なくともアクチュエ
ータとして機能する領域部の基板が除去された構成を有
する。このような構成とすることにより、アクチュエー
タとして機能する領域部の基板を除去してもそりが発生
せず、かつ熱処理により圧電特性を向上させた圧電アク
チュエータを実現できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態の強誘電体薄膜素子の製造方法について、図１を
用いて説明する。図１（Ａ）は、基板上に第１の電極
膜、強誘電体薄膜および無機保護膜まで形成した状態を
示す。図１（Ｂ）は、この無機保護膜と強誘電体薄膜と
を熱処理した状態を示す。また、図１（Ｃ）は、第２の
電極膜を形成して強誘電体薄膜素子とした状態を示す。
の形態の強誘電体薄膜素子の製造方法について、図１を
用いて説明する。図１（Ａ）は、基板上に第１の電極
膜、強誘電体薄膜および無機保護膜まで形成した状態を
示す。図１（Ｂ）は、この無機保護膜と強誘電体薄膜と
を熱処理した状態を示す。また、図１（Ｃ）は、第２の
電極膜を形成して強誘電体薄膜素子とした状態を示す。
【００２９】本実施の形態では、基板１としてはＭｇＯ
単結晶基板を用い、この基板１上に第１の電極膜２とし
てＰｔ膜を形成した。このＰｔ膜の形成条件は、Ｐｔを
ターゲットとしてスパッタリング法により基板温度約６
００℃で、０．２μｍの厚さに形成した。この条件で作
製した第１の電極膜２であるＰｔ膜は（１００）配向し
ていることがＸ線回折により確認された。さらに、この
第１の電極膜２上に強誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を同
様にスパッタリング法により形成した。成膜条件は、Ｐ
ＺＴターゲットを用いて、基板温度を約６５０℃とし、
ＰＺＴ膜を約２μｍの厚さに形成した。ＭｇＯ単結晶基
板のＰｔ膜上にこのような条件でＰＺＴ膜を作製する
と、熱処理を行わなくても（００１）配向した膜が得ら
れる。この後、無機保護膜４としてＴｉ膜を同様にスパ
ッタリングで形成した。その形成条件は、Ｔｉターゲッ
トを用いてスパッタリング法により、室温条件で約５ｎ
ｍの厚さに形成した。この無機保護膜４までを形成した
状態を図１（Ａ）に示す。
単結晶基板を用い、この基板１上に第１の電極膜２とし
てＰｔ膜を形成した。このＰｔ膜の形成条件は、Ｐｔを
ターゲットとしてスパッタリング法により基板温度約６
００℃で、０．２μｍの厚さに形成した。この条件で作
製した第１の電極膜２であるＰｔ膜は（１００）配向し
ていることがＸ線回折により確認された。さらに、この
第１の電極膜２上に強誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を同
様にスパッタリング法により形成した。成膜条件は、Ｐ
ＺＴターゲットを用いて、基板温度を約６５０℃とし、
ＰＺＴ膜を約２μｍの厚さに形成した。ＭｇＯ単結晶基
板のＰｔ膜上にこのような条件でＰＺＴ膜を作製する
と、熱処理を行わなくても（００１）配向した膜が得ら
れる。この後、無機保護膜４としてＴｉ膜を同様にスパ
ッタリングで形成した。その形成条件は、Ｔｉターゲッ
トを用いてスパッタリング法により、室温条件で約５ｎ
ｍの厚さに形成した。この無機保護膜４までを形成した
状態を図１（Ａ）に示す。
【００３０】次に、この無機保護膜４と強誘電体薄膜３
とを大気中、６００℃、５時間の熱処理を行った。この
熱処理後の状態を図１（Ｂ）に示す。熱処理により無機
保護膜４であるＴｉ膜は酸化されると同時に、ＰＺＴ膜
の成分が拡散して酸化拡散層６が形成される。第２の電
極膜８は、この酸化拡散層６上に形成した。本実施の形
態では、第２の電極膜８としてＰｔをスパッタリングに
より形成した。その後、強誘電体薄膜素子として必要な
パターン形状をフォトリソとエッチングにより加工し
た。この加工した状態を図１（Ｃ）に示す。これを本発
明試料とよぶ。なお、無機保護膜４であるＴｉ膜を形成
した後にエッチング加工してから、熱処理を行ってもよ
い。
とを大気中、６００℃、５時間の熱処理を行った。この
熱処理後の状態を図１（Ｂ）に示す。熱処理により無機
保護膜４であるＴｉ膜は酸化されると同時に、ＰＺＴ膜
の成分が拡散して酸化拡散層６が形成される。第２の電
極膜８は、この酸化拡散層６上に形成した。本実施の形
態では、第２の電極膜８としてＰｔをスパッタリングに
より形成した。その後、強誘電体薄膜素子として必要な
パターン形状をフォトリソとエッチングにより加工し
た。この加工した状態を図１（Ｃ）に示す。これを本発
明試料とよぶ。なお、無機保護膜４であるＴｉ膜を形成
した後にエッチング加工してから、熱処理を行ってもよ
い。
【００３１】また、比較のために同様な条件でＰｔ膜と
ＰＺＴ膜を形成し、無機保護膜４の形成や熱処理を行わ
ず、第２の電極膜８としてＰｔ膜を形成して強誘電体薄
膜素子を作製した。これは従来の作製方式であり、これ
を比較試料Ａとよぶ。
ＰＺＴ膜を形成し、無機保護膜４の形成や熱処理を行わ
ず、第２の電極膜８としてＰｔ膜を形成して強誘電体薄
膜素子を作製した。これは従来の作製方式であり、これ
を比較試料Ａとよぶ。
【００３２】さらに、Ｐｔ膜とＰＺＴ膜とを形成した
後、無機保護膜４を形成せずに熱処理を行い、その後第
２の電極膜８であるＰｔ膜を形成する方法でも強誘電体
薄膜素子を作製した。なお、熱処理条件は、本発明試料
の場合と同じとした。これを比較試料Ｂとよぶ。
後、無機保護膜４を形成せずに熱処理を行い、その後第
２の電極膜８であるＰｔ膜を形成する方法でも強誘電体
薄膜素子を作製した。なお、熱処理条件は、本発明試料
の場合と同じとした。これを比較試料Ｂとよぶ。
【００３３】また、第２の電極膜８をＴｉとＰｔの二層
構成とし、上記の熱処理温度と同じ温度まで真空中で基
板１を加熱してから、同一真空中でＰＺＴ膜上に第２の
電極膜８を形成する試料も作製した。熱処理温度は本発
明試料と同じであるが、加熱時間は約２時間とした。こ
れを比較試料Ｃとよぶ。
構成とし、上記の熱処理温度と同じ温度まで真空中で基
板１を加熱してから、同一真空中でＰＺＴ膜上に第２の
電極膜８を形成する試料も作製した。熱処理温度は本発
明試料と同じであるが、加熱時間は約２時間とした。こ
れを比較試料Ｃとよぶ。
【００３４】すなわち、比較試料Ａは従来の作製方法、
比較試料Ｂは無機保護膜４を形成せずに大気中で熱処理
して形成する方法、比較試料Ｃは真空中熱処理を行い、
連続して第２の電極膜８であるＴｉとＰｔの二層構成電
極膜を形成する方法である。
比較試料Ｂは無機保護膜４を形成せずに大気中で熱処理
して形成する方法、比較試料Ｃは真空中熱処理を行い、
連続して第２の電極膜８であるＴｉとＰｔの二層構成電
極膜を形成する方法である。
【００３５】本発明試料と上記の３つの比較試料の合計
４試料について、膜表面の観察、第２の電極膜８との密
着性、比誘電率（ε）、ヒステリシス特性、残留分極
（Ｐｓ）、抗電界（ＥC）、Ｘ線回折測定によるｃ軸方
向の格子定数および圧電定数（ｄ31）を測定した。この
評価結果を（表１）に示す。
４試料について、膜表面の観察、第２の電極膜８との密
着性、比誘電率（ε）、ヒステリシス特性、残留分極
（Ｐｓ）、抗電界（ＥC）、Ｘ線回折測定によるｃ軸方
向の格子定数および圧電定数（ｄ31）を測定した。この
評価結果を（表１）に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】（表１）から分かるように、本発明試料と
比較試料Ｂについては、比誘電率（ε）と圧電定数（ｄ
31）とが比較試料Ａよりも大きくなり、圧電特性の改善
が確認された。また、ｃ軸方向の格子定数もバルクのＰ
ＺＴの格子定数に近い値に改善されている。すなわち、
熱処理により比較試料Ａに比べて結晶性が改善され、こ
の結果圧電特性が良好になったものと考えられる。
比較試料Ｂについては、比誘電率（ε）と圧電定数（ｄ
31）とが比較試料Ａよりも大きくなり、圧電特性の改善
が確認された。また、ｃ軸方向の格子定数もバルクのＰ
ＺＴの格子定数に近い値に改善されている。すなわち、
熱処理により比較試料Ａに比べて結晶性が改善され、こ
の結果圧電特性が良好になったものと考えられる。
【００３８】しかしながら、比較試料Ｂでは、熱処理後
の表面全体に微細なクラックと白濁が生じ、しかもこの
膜上に ２の電極膜８であるＰｔ膜を形成したときの密
着性は悪く、容易に剥離が生じた。一方、本発明試料
は、表面観察においては変質やクラックはみられず、第
２の電極膜８であるＰｔ膜の密着性も良好であった。
の表面全体に微細なクラックと白濁が生じ、しかもこの
膜上に ２の電極膜８であるＰｔ膜を形成したときの密
着性は悪く、容易に剥離が生じた。一方、本発明試料
は、表面観察においては変質やクラックはみられず、第
２の電極膜８であるＰｔ膜の密着性も良好であった。
【００３９】また、比較試料Ｃでは、第２の電極膜８の
密着性は良好であったが、比誘電率（ε）と圧電定数
（ｄ31）が他の方法で作製した試料に比べて小さな結果
が得られた。
密着性は良好であったが、比誘電率（ε）と圧電定数
（ｄ31）が他の方法で作製した試料に比べて小さな結果
が得られた。
【００４０】さらに、本発明試料、比較試料Ａおよび比
較試料Ｂのヒステリシス特性を測定した結果を図２に示
す。図２（Ａ）は本発明試料、図２（Ｂ）は比較試料Ａ
および図２（Ｃ）は比較試料Ｂについての測定結果であ
る。また、この測定結果から求めた残留分極（Ｐｓ）と
抗電界（ＥC）を（表１）に示す。なお、抗電界（ＥC）
は正側の値と負側の値とをそれぞれ表示している。これ
らの図から分かるように、強誘電体薄膜３を熱処理する
ことで、ヒステリシス特性は分極軸を中心として非対称
な形状から対称な形状に改善されることが見出された。
較試料Ｂのヒステリシス特性を測定した結果を図２に示
す。図２（Ａ）は本発明試料、図２（Ｂ）は比較試料Ａ
および図２（Ｃ）は比較試料Ｂについての測定結果であ
る。また、この測定結果から求めた残留分極（Ｐｓ）と
抗電界（ＥC）を（表１）に示す。なお、抗電界（ＥC）
は正側の値と負側の値とをそれぞれ表示している。これ
らの図から分かるように、強誘電体薄膜３を熱処理する
ことで、ヒステリシス特性は分極軸を中心として非対称
な形状から対称な形状に改善されることが見出された。
【００４１】これらの結果から、ＰＺＴ膜を熱処理する
ことにより比誘電率（ε）と圧電定数（ｄ31）が改善さ
れることが見出された。しかし、比較試料Ｂのように無
機保護膜４であるＴｉ膜を形成せずに熱処理すると、第
２の電極膜８との強固な密着性が得られないことも分か
った。また、比較試料Ｃのように、第２の電極膜８を形
成するときに加熱する、いわゆる真空中熱処理では逆に
特性の劣化が生じることも明確になった。一方、本発明
試料のように無機保護膜４であるＴｉ膜を形成して熱処
理を行うと、圧電特性、比誘電率（ε）およびヒステリ
シス特性の改善とともに、第２の電極膜８との強固な密
着性も得られることが見出された。これにより、圧電ア
クチュエータや薄膜コンデンサとしての応用において、
その特性を大きく向上させることが可能となった。
ことにより比誘電率（ε）と圧電定数（ｄ31）が改善さ
れることが見出された。しかし、比較試料Ｂのように無
機保護膜４であるＴｉ膜を形成せずに熱処理すると、第
２の電極膜８との強固な密着性が得られないことも分か
った。また、比較試料Ｃのように、第２の電極膜８を形
成するときに加熱する、いわゆる真空中熱処理では逆に
特性の劣化が生じることも明確になった。一方、本発明
試料のように無機保護膜４であるＴｉ膜を形成して熱処
理を行うと、圧電特性、比誘電率（ε）およびヒステリ
シス特性の改善とともに、第２の電極膜８との強固な密
着性も得られることが見出された。これにより、圧電ア
クチュエータや薄膜コンデンサとしての応用において、
その特性を大きく向上させることが可能となった。
【００４２】本発明の製造方法においては、熱処理時に
強誘電体薄膜３の表面層に形成された無機保護膜４であ
るＴｉ膜の酸化と、強誘電体薄膜３の構成成分の無機保
護膜４との反応および拡散が生じて酸化拡散層６ができ
る。本発明者らは、このような酸化拡散層６を生じさせ
ることにより、強誘電体薄膜３の結晶成長に伴う収縮や
基板１との熱膨張係数差で生じる応力によるクラックを
防止できることを見出したものである。Ｔｉは非常に酸
化され易い金属元素であり、無機保護膜４が表面に形成
された強誘電体薄膜３を酸素含有雰囲気中で熱処理する
と、Ｔｉ膜も酸化されるが、この酸化物は強誘電体薄膜
３の構成成分と比較的低温で反応と拡散が生じる。これ
により、強誘電体薄膜３の結晶成長に伴う収縮の補償や
表面層の変質の防止が可能になるものと推定される。
強誘電体薄膜３の表面層に形成された無機保護膜４であ
るＴｉ膜の酸化と、強誘電体薄膜３の構成成分の無機保
護膜４との反応および拡散が生じて酸化拡散層６ができ
る。本発明者らは、このような酸化拡散層６を生じさせ
ることにより、強誘電体薄膜３の結晶成長に伴う収縮や
基板１との熱膨張係数差で生じる応力によるクラックを
防止できることを見出したものである。Ｔｉは非常に酸
化され易い金属元素であり、無機保護膜４が表面に形成
された強誘電体薄膜３を酸素含有雰囲気中で熱処理する
と、Ｔｉ膜も酸化されるが、この酸化物は強誘電体薄膜
３の構成成分と比較的低温で反応と拡散が生じる。これ
により、強誘電体薄膜３の結晶成長に伴う収縮の補償や
表面層の変質の防止が可能になるものと推定される。
【００４３】例えば、Ｔｉの酸化物であるＴｉＯ2と本
実施の形態の強誘電体薄膜３であるＰＺＴ膜の構成成分
の１つであるＰｂＯとは、約４５０℃以上で反応するこ
とが知られている。無機保護膜４としてＴｉ膜を形成し
て熱処理を行うと、Ｔｉの酸化と同時に強誘電体薄膜３
の構成成分との反応あるいは拡散により酸化拡散層６が
生じる。この酸化拡散層６により、強誘電体薄膜３表面
の変質やクラック発生を有効に防止することができる。
実施の形態の強誘電体薄膜３であるＰＺＴ膜の構成成分
の１つであるＰｂＯとは、約４５０℃以上で反応するこ
とが知られている。無機保護膜４としてＴｉ膜を形成し
て熱処理を行うと、Ｔｉの酸化と同時に強誘電体薄膜３
の構成成分との反応あるいは拡散により酸化拡散層６が
生じる。この酸化拡散層６により、強誘電体薄膜３表面
の変質やクラック発生を有効に防止することができる。
【００４４】例えば、Ｐｂの酸化物は比較的低温で蒸発
するので強誘電体薄膜３中の組成が変動し易い。このた
め、Ｐｂを含む強誘電体薄膜３の熱処理はＲＴＡ（Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法が通
常行われている。しかし、この方法は短時間で急速に加
熱するために基板１と強誘電体薄膜３との温度差も大き
くなり、熱膨張係数差のみでなく温度差も含めた熱応力
が加わる。したがって、熱処理によりクラックや膜の剥
離が生じ易い。しかし、Ｔｉからなる無機保護膜４を強
誘電体薄膜３表面に形成してから熱処理すると、表面層
のＴｉの酸化物が、Ｐｂの酸化物と反応すること、およ
びこの膜がＰｂの蒸発に対するキャップ効果を有するこ
と等により、Ｐｂの蒸発を防止できる。このような作用
から、Ｐｂを含む強誘電体薄膜３に対して炉中熱処理を
行っても剥離やクラックあるいは表面の変質等を生じ
ず、かつ充分な結晶成長が可能となり強誘電体薄膜３の
特性を改善できるものである。
するので強誘電体薄膜３中の組成が変動し易い。このた
め、Ｐｂを含む強誘電体薄膜３の熱処理はＲＴＡ（Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法が通
常行われている。しかし、この方法は短時間で急速に加
熱するために基板１と強誘電体薄膜３との温度差も大き
くなり、熱膨張係数差のみでなく温度差も含めた熱応力
が加わる。したがって、熱処理によりクラックや膜の剥
離が生じ易い。しかし、Ｔｉからなる無機保護膜４を強
誘電体薄膜３表面に形成してから熱処理すると、表面層
のＴｉの酸化物が、Ｐｂの酸化物と反応すること、およ
びこの膜がＰｂの蒸発に対するキャップ効果を有するこ
と等により、Ｐｂの蒸発を防止できる。このような作用
から、Ｐｂを含む強誘電体薄膜３に対して炉中熱処理を
行っても剥離やクラックあるいは表面の変質等を生じ
ず、かつ充分な結晶成長が可能となり強誘電体薄膜３の
特性を改善できるものである。
【００４５】このような効果を奏する無機保護膜４とし
ては、強誘電体薄膜３を構成する成分あるいは構成成分
と反応し易い材料で形成すればよい。例えば、強誘電体
薄膜３がＰＺＴ膜の場合には、上述したＴｉだけでな
く、ＺｒあるいはＴｉとＺｒとの混合膜を用いることが
できる。また、強誘電体薄膜３がＢａＳｒＴｉＯ3膜の
場合には、無機保護膜４としてＴｉまたはＳｒを用いる
ことができる。さらに、強誘電体薄膜３がＢｉ4Ｔｉ3Ｏ
12膜の場合には、無機保護膜４としてＴｉを用いること
ができる。さらに、強誘電体薄膜３がＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ
9膜の場合には、無機保護膜４としてＴａ、Ｂｉまたは
ＴａとＢｉとの混合膜を用いることができる。さらに、
強誘電体薄膜３としてランタン添加チタン酸ジルコン酸
鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウムを用いる場合には、
無機保護膜４としてはＴｉやＺｒ、あるいはＴｉとＺｒ
との混合膜を用いることができる。さらに上述した材料
の組合せだけでなく、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒやＬａを用いて
もよい。これ以外の強誘電体薄膜３においても、構成成
分との相互拡散が生じ易く、熱処理により蒸発し難い材
料を無機保護膜４として選択すれば、本発明の効果を奏
することができる。
ては、強誘電体薄膜３を構成する成分あるいは構成成分
と反応し易い材料で形成すればよい。例えば、強誘電体
薄膜３がＰＺＴ膜の場合には、上述したＴｉだけでな
く、ＺｒあるいはＴｉとＺｒとの混合膜を用いることが
できる。また、強誘電体薄膜３がＢａＳｒＴｉＯ3膜の
場合には、無機保護膜４としてＴｉまたはＳｒを用いる
ことができる。さらに、強誘電体薄膜３がＢｉ4Ｔｉ3Ｏ
12膜の場合には、無機保護膜４としてＴｉを用いること
ができる。さらに、強誘電体薄膜３がＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ
9膜の場合には、無機保護膜４としてＴａ、Ｂｉまたは
ＴａとＢｉとの混合膜を用いることができる。さらに、
強誘電体薄膜３としてランタン添加チタン酸ジルコン酸
鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウムを用いる場合には、
無機保護膜４としてはＴｉやＺｒ、あるいはＴｉとＺｒ
との混合膜を用いることができる。さらに上述した材料
の組合せだけでなく、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒやＬａを用いて
もよい。これ以外の強誘電体薄膜３においても、構成成
分との相互拡散が生じ易く、熱処理により蒸発し難い材
料を無機保護膜４として選択すれば、本発明の効果を奏
することができる。
【００４６】無機保護膜４の膜厚としては１ｎｍから１
００ｎｍの範囲が望ましく、さらに１ｎｍから２０ｎｍ
の範囲が特性の安定化に対してより望ましい。無機保護
膜４を１００ｎｍより厚く形成すると、熱処理時に強誘
電体薄膜３に無視し得ない熱応力を誘起させてしまう。
さらに、酸素含有雰囲気下で熱処理しても、無機保護膜
４が厚くなると強誘電体薄膜３中に酸素（Ｏ）が充分拡
散できなくなり、膜中の酸素欠陥を補償することができ
なくなる。この結果、強誘電特性の改善が充分にできな
くなる。したがって、無機保護膜４としては、１００ｎ
ｍ以下とすることが必要である。一方、無機保護膜４の
効果を有効に発揮させるためには、少なくとも１ｎｍ以
上が必要であることが膜厚を変化させた熱処理実験から
見出された。
００ｎｍの範囲が望ましく、さらに１ｎｍから２０ｎｍ
の範囲が特性の安定化に対してより望ましい。無機保護
膜４を１００ｎｍより厚く形成すると、熱処理時に強誘
電体薄膜３に無視し得ない熱応力を誘起させてしまう。
さらに、酸素含有雰囲気下で熱処理しても、無機保護膜
４が厚くなると強誘電体薄膜３中に酸素（Ｏ）が充分拡
散できなくなり、膜中の酸素欠陥を補償することができ
なくなる。この結果、強誘電特性の改善が充分にできな
くなる。したがって、無機保護膜４としては、１００ｎ
ｍ以下とすることが必要である。一方、無機保護膜４の
効果を有効に発揮させるためには、少なくとも１ｎｍ以
上が必要であることが膜厚を変化させた熱処理実験から
見出された。
【００４７】さらに、無機保護膜４の膜厚を１ｎｍ以上
で、２０ｎｍ以下とすれば、熱応力の影響を非常に小さ
くしながら、表面の変質やクラック発生を防止し、かつ
強誘電体薄膜３中への酸素（Ｏ）の供給も充分可能とな
るので、強誘電体薄膜３の結晶性を向上して強誘電特性
を改善できる。さらに、この膜厚範囲であれば、酸化拡
散層６も薄くしか形成されないために、この膜による比
誘電率や圧電特性の低下を無視し得る程度に抑制するこ
ともでき、さらに特性を改善することもできる。
で、２０ｎｍ以下とすれば、熱応力の影響を非常に小さ
くしながら、表面の変質やクラック発生を防止し、かつ
強誘電体薄膜３中への酸素（Ｏ）の供給も充分可能とな
るので、強誘電体薄膜３の結晶性を向上して強誘電特性
を改善できる。さらに、この膜厚範囲であれば、酸化拡
散層６も薄くしか形成されないために、この膜による比
誘電率や圧電特性の低下を無視し得る程度に抑制するこ
ともでき、さらに特性を改善することもできる。
【００４８】なお、無機保護膜４としては、最初から全
部または一部が酸化された薄膜を形成してもよい。ま
た、熱処理を行うときの酸素含有雰囲気としては大気中
だけでなく、酸素（Ｏ2）ガスやオゾン（Ｏ3）を添加し
てもよいし、酸素（Ｏ2）、酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、水（Ｈ
2Ｏ）等を熱やプラズマにより分解させて酸素原子を生
成した雰囲気下で行ってもよい。この熱処理の温度条件
としては、強誘電体薄膜３と無機保護膜４の材料の組合
せにより最適な温度は異なるが、３００℃から１０００
℃の範囲であれば、本発明の効果を奏することができ
る。すなわち、上述したような無機保護膜４を用いる場
合には、３００℃以上で酸化と強誘電体薄膜３の構成成
分の拡散とが生じて酸化拡散層６が形成され、強誘電体
薄膜３の変質やクラック発生を防止し、かつ強誘電体薄
膜３の特性改善が可能である。また、強誘電体薄膜３と
してはＰＺＴ膜のように高温に加熱すると蒸発等で逆に
特性が劣化する性質を有するものが多いが、本発明の無
機保護膜４を形成することでこの蒸発が防止でき１００
０℃程度まで加熱して特性改善を行うことができる。
部または一部が酸化された薄膜を形成してもよい。ま
た、熱処理を行うときの酸素含有雰囲気としては大気中
だけでなく、酸素（Ｏ2）ガスやオゾン（Ｏ3）を添加し
てもよいし、酸素（Ｏ2）、酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、水（Ｈ
2Ｏ）等を熱やプラズマにより分解させて酸素原子を生
成した雰囲気下で行ってもよい。この熱処理の温度条件
としては、強誘電体薄膜３と無機保護膜４の材料の組合
せにより最適な温度は異なるが、３００℃から１０００
℃の範囲であれば、本発明の効果を奏することができ
る。すなわち、上述したような無機保護膜４を用いる場
合には、３００℃以上で酸化と強誘電体薄膜３の構成成
分の拡散とが生じて酸化拡散層６が形成され、強誘電体
薄膜３の変質やクラック発生を防止し、かつ強誘電体薄
膜３の特性改善が可能である。また、強誘電体薄膜３と
してはＰＺＴ膜のように高温に加熱すると蒸発等で逆に
特性が劣化する性質を有するものが多いが、本発明の無
機保護膜４を形成することでこの蒸発が防止でき１００
０℃程度まで加熱して特性改善を行うことができる。
【００４９】例えば、本実施の形態のように、無機保護
膜４としてＴｉ膜、強誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を用
いた場合、３００℃以上に加熱すればＴｉ膜の酸化とＰ
ＺＴ膜の構成成分の拡散が生じて酸化拡散層６が形成さ
れ、強誘電体薄膜３の変質やクラック発生を防止でき
る。同時に、ＰＺＴ膜には応力緩和が生じてヒステリシ
ス特性の非対称性等が改善される。また、加熱時間とし
ては、ＲＴＡのような急速な加熱でなければ特に時間的
な制約はない。炉中で加熱する方式であれば、所定の温
度に達した時点ですぐに冷却してもよい。
膜４としてＴｉ膜、強誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を用
いた場合、３００℃以上に加熱すればＴｉ膜の酸化とＰ
ＺＴ膜の構成成分の拡散が生じて酸化拡散層６が形成さ
れ、強誘電体薄膜３の変質やクラック発生を防止でき
る。同時に、ＰＺＴ膜には応力緩和が生じてヒステリシ
ス特性の非対称性等が改善される。また、加熱時間とし
ては、ＲＴＡのような急速な加熱でなければ特に時間的
な制約はない。炉中で加熱する方式であれば、所定の温
度に達した時点ですぐに冷却してもよい。
【００５０】また、本実施の形態では無機保護膜４とし
てＴｉ膜を５ｎｍ形成したので熱処理後の酸素の膜厚方
向の分布はほぼ均一、あるいは表面層側で酸素リッチと
なり、強誘電体薄膜３側に向かって酸素濃度が小さくな
る勾配を有する領域が存在した。
てＴｉ膜を５ｎｍ形成したので熱処理後の酸素の膜厚方
向の分布はほぼ均一、あるいは表面層側で酸素リッチと
なり、強誘電体薄膜３側に向かって酸素濃度が小さくな
る勾配を有する領域が存在した。
【００５１】なお、本実施の形態では、基板１としてＭ
ｇＯ単結晶基板、第１の電極膜２としてＰｔ膜および強
誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば、トランジスタ等の
機能回路を有し、強誘電体薄膜３を形成する表面にはシ
リコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜等を形成したＳｉ
基板、耐熱性ガラス基板またはアルミナ等のセラミック
基板を用いてもよい。さらに、本発明では第２の電極膜
８を形成する前に熱処理を行うので、第２の電極膜８と
しては、例えばニクロム（ＮｉＣｒ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）または銅（Ｃｕ）等の比較的酸化され易い金属を用
いることもできる。
ｇＯ単結晶基板、第１の電極膜２としてＰｔ膜および強
誘電体薄膜３としてＰＺＴ膜を用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば、トランジスタ等の
機能回路を有し、強誘電体薄膜３を形成する表面にはシ
リコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜等を形成したＳｉ
基板、耐熱性ガラス基板またはアルミナ等のセラミック
基板を用いてもよい。さらに、本発明では第２の電極膜
８を形成する前に熱処理を行うので、第２の電極膜８と
しては、例えばニクロム（ＮｉＣｒ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）または銅（Ｃｕ）等の比較的酸化され易い金属を用
いることもできる。
【００５２】さらに、本実施の形態の製造方法によれ
ば、図１に示す構造からなる強誘電体薄膜素子を薄膜コ
ンデンサとして用いることもできるだけでなく、Ｓｉ基
板を用いて図３に示すようなトレンチ構造やスタック型
構造の薄膜コンデンサとして用いることもできる。図３
（Ａ）はトレンチ構造、図３（Ｂ）はスタック形構造の
薄膜コンデンサの断面図である。
ば、図１に示す構造からなる強誘電体薄膜素子を薄膜コ
ンデンサとして用いることもできるだけでなく、Ｓｉ基
板を用いて図３に示すようなトレンチ構造やスタック型
構造の薄膜コンデンサとして用いることもできる。図３
（Ａ）はトレンチ構造、図３（Ｂ）はスタック形構造の
薄膜コンデンサの断面図である。
【００５３】図３（Ａ）のトレンチ構造の薄膜コンデン
サの製造方法について説明する。基板１としてはＳｉ基
板を用い、この基板１にトレンチを形成後、第１の電極
膜２としてＴｉ膜とＰｔ膜の二層構成膜、強誘電体薄膜
３としてＰＺＴ膜、さらに無機保護膜４としてＴｉ膜を
それぞれスパッタリングにより形成する。無機保護膜４
であるＴｉ膜の膜厚は約５ｎｍとする。Ｓｉ基板上に形
成したＰＺＴ膜は結晶性が充分でないので、スパッタ成
膜したのみでは強誘電特性が得られない。このため、所
定のパターン加工をフォトリソ、エッチングにより行っ
た後、６５０℃、１時間の熱処理を行うが、このとき無
機保護膜４は酸化拡散層６となり、強誘電体薄膜３はク
ラックや変質が生じずに結晶性を改善できる。この後、
第２の電極膜８としてＰｔ膜を形成すればトレンチ構造
の薄膜コンデンサが得られる。また、図３（Ｂ）に示す
スタック型構造についても同様な製造方法とすることが
できるので説明は省略する。
サの製造方法について説明する。基板１としてはＳｉ基
板を用い、この基板１にトレンチを形成後、第１の電極
膜２としてＴｉ膜とＰｔ膜の二層構成膜、強誘電体薄膜
３としてＰＺＴ膜、さらに無機保護膜４としてＴｉ膜を
それぞれスパッタリングにより形成する。無機保護膜４
であるＴｉ膜の膜厚は約５ｎｍとする。Ｓｉ基板上に形
成したＰＺＴ膜は結晶性が充分でないので、スパッタ成
膜したのみでは強誘電特性が得られない。このため、所
定のパターン加工をフォトリソ、エッチングにより行っ
た後、６５０℃、１時間の熱処理を行うが、このとき無
機保護膜４は酸化拡散層６となり、強誘電体薄膜３はク
ラックや変質が生じずに結晶性を改善できる。この後、
第２の電極膜８としてＰｔ膜を形成すればトレンチ構造
の薄膜コンデンサが得られる。また、図３（Ｂ）に示す
スタック型構造についても同様な製造方法とすることが
できるので説明は省略する。
【００５４】このような方法により強誘電体薄膜素子を
製造することにより、特性を改善あるいは回復できる。
すなわち、上述したようにＳｉ基板上に形成された強誘
電体薄膜の結晶性の改善だけでなく、例えば薄膜コンデ
ンサがトランジスタ等の機能回路素子と一体で形成され
た場合に強誘電体薄膜の劣化が生じることがあるが、こ
のような劣化に対しても、ＴｉやＺｒ等の無機保護膜を
形成して熱処理を行うことで良好な特性を有する薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
製造することにより、特性を改善あるいは回復できる。
すなわち、上述したようにＳｉ基板上に形成された強誘
電体薄膜の結晶性の改善だけでなく、例えば薄膜コンデ
ンサがトランジスタ等の機能回路素子と一体で形成され
た場合に強誘電体薄膜の劣化が生じることがあるが、こ
のような劣化に対しても、ＴｉやＺｒ等の無機保護膜を
形成して熱処理を行うことで良好な特性を有する薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
【００５５】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
１の実施の形態の製造方法により作製した強誘電体薄膜
素子１４、１６を一対積層し、それぞれの強誘電体薄膜
素子の第１の電極膜２１、２２同士、および第２の電極
膜８１、８２同士を電気的に接続した積層構成の圧電ア
クチュエータ３０の平面図とその断面図である。
１の実施の形態の製造方法により作製した強誘電体薄膜
素子１４、１６を一対積層し、それぞれの強誘電体薄膜
素子の第１の電極膜２１、２２同士、および第２の電極
膜８１、８２同士を電気的に接続した積層構成の圧電ア
クチュエータ３０の平面図とその断面図である。
【００５６】この圧電アクチュエータ３０の圧電体素子
部２０は、強誘電体薄膜素子１４、１６の第２の電極膜
８１、８２同士を対向させて接着剤６０により接着し一
体化した構成からなる。この圧電体素子部２０は図示す
るような所定の形状を作製後、基板（図示せず）をエッ
チングすることで基板から完全に分離してから、樹脂基
板２４上に接着剤（図示せず）により接着されている。
この樹脂基板２４の一端には素子２６が同様に接着固定
されている。圧電アクチュエータ３０は、圧電体素子部
２０、樹脂基板２４、ワイヤリード１９、素子２６およ
び固定部２８により構成される。
部２０は、強誘電体薄膜素子１４、１６の第２の電極膜
８１、８２同士を対向させて接着剤６０により接着し一
体化した構成からなる。この圧電体素子部２０は図示す
るような所定の形状を作製後、基板（図示せず）をエッ
チングすることで基板から完全に分離してから、樹脂基
板２４上に接着剤（図示せず）により接着されている。
この樹脂基板２４の一端には素子２６が同様に接着固定
されている。圧電アクチュエータ３０は、圧電体素子部
２０、樹脂基板２４、ワイヤリード１９、素子２６およ
び固定部２８により構成される。
【００５７】強誘電体薄膜素子１４、１６のそれぞれの
第１の電極膜２１、２２と第２の電極膜８１、８２間に
電圧を印加すると、圧電体素子部２０はＸ−Ｘ方向の変
位を生じる。樹脂基板２４の他端部は固定部２８に固定
されているので、この変位は素子２６をＸ−Ｘ方向に変
位させる。印加電圧によりこの変位を制御すれば、素子
２６を目的の位置に高精度で位置決めする圧電アクチュ
エータ３０が実現される。強誘電体薄膜素子１４、１６
を積層することにより全体の厚さを大きくして剛性を高
めることができる。一方、それぞれの強誘電体薄膜素子
１４、１６の厚さは薄くできるので、低電圧でＸ−Ｘ方
向の変位を大きくすることができる。
第１の電極膜２１、２２と第２の電極膜８１、８２間に
電圧を印加すると、圧電体素子部２０はＸ−Ｘ方向の変
位を生じる。樹脂基板２４の他端部は固定部２８に固定
されているので、この変位は素子２６をＸ−Ｘ方向に変
位させる。印加電圧によりこの変位を制御すれば、素子
２６を目的の位置に高精度で位置決めする圧電アクチュ
エータ３０が実現される。強誘電体薄膜素子１４、１６
を積層することにより全体の厚さを大きくして剛性を高
めることができる。一方、それぞれの強誘電体薄膜素子
１４、１６の厚さは薄くできるので、低電圧でＸ−Ｘ方
向の変位を大きくすることができる。
【００５８】この圧電体素子部２０の製造方法について
説明する。強誘電体薄膜素子１４、１６は、本発明の第
１の実施の形態で述べたのと同じ製造方法で作製する。
すなわち、例えばＭｇＯ単結晶基板（図示せず）上に第
１の電極膜２１、２２であるＰｔ膜、強誘電体薄膜３
１、３２であるＰＺＴ膜、さらに無機保護膜（図示せ
ず）であるＴｉ膜を別々の基板上にそれぞれこの順に積
層して形成する。その後、６００℃、５時間大気中で熱
処理を行い強誘電体薄膜３１、３２の特性を改善する。
この熱処理で無機保護膜であるＴｉ膜は酸化すると同時
に強誘電体薄膜３１、３２の構成成分が拡散して酸化拡
散層６１、６２となる。この酸化拡散層６１、６２が形
成されることにより、強誘電体薄膜３１、３２の表面層
は変質やクラック等が生じず、圧電特性が改善される。
説明する。強誘電体薄膜素子１４、１６は、本発明の第
１の実施の形態で述べたのと同じ製造方法で作製する。
すなわち、例えばＭｇＯ単結晶基板（図示せず）上に第
１の電極膜２１、２２であるＰｔ膜、強誘電体薄膜３
１、３２であるＰＺＴ膜、さらに無機保護膜（図示せ
ず）であるＴｉ膜を別々の基板上にそれぞれこの順に積
層して形成する。その後、６００℃、５時間大気中で熱
処理を行い強誘電体薄膜３１、３２の特性を改善する。
この熱処理で無機保護膜であるＴｉ膜は酸化すると同時
に強誘電体薄膜３１、３２の構成成分が拡散して酸化拡
散層６１、６２となる。この酸化拡散層６１、６２が形
成されることにより、強誘電体薄膜３１、３２の表面層
は変質やクラック等が生じず、圧電特性が改善される。
【００５９】この後、第２の電極膜８１、８２であるＰ
ｔ膜を形成する。第２の電極膜８１、８２を形成後、そ
れぞれの基板上に形成されている第２の電極膜８１、８
２同士を対向させて、接着剤６０により接着する。この
後、貼り合わされている２枚の基板のうちどちらか一方
の基板をエッチングして除去すると、他方の基板上に第
１の電極膜２１、２２と第２の電極膜８１、８２とでそ
れぞれ挟まれた強誘電体薄膜３１、３２の積層構造体が
露出する。この積層構造体をフォトリソとエッチングプ
ロセスにより図４（Ａ）に示すような形状に加工する。
このようにして所定形状に加工後、他方の基板をさらに
エッチングして除去すれば、両方の基板から完全に分離
した圧電体素子部２０が得られる。これを樹脂基板２４
上の所定の位置に接着固定し、圧電体素子部２０の電極
と樹脂基板２４との電極部２４１とを、例えばワイヤリ
ード１９で接続する。なお、第２の電極膜８１、８２に
ついては、ビアホール１８を介して圧電体素子部２０の
表面まで引出し電極膜１７を設ける。このようにするこ
とで、強誘電体薄膜素子１４、１６と樹脂基板２４の電
極部２４１との接続は、強誘電体薄膜素子１４の第１の
電極膜２１、強誘電体薄膜素子１６の第１の電極膜２２
および引出し電極膜１７の３本となり、これらをワイヤ
リード１９で樹脂基板２４の電極部２４１と接続すれば
圧電アクチュエータ３０が得られる。
ｔ膜を形成する。第２の電極膜８１、８２を形成後、そ
れぞれの基板上に形成されている第２の電極膜８１、８
２同士を対向させて、接着剤６０により接着する。この
後、貼り合わされている２枚の基板のうちどちらか一方
の基板をエッチングして除去すると、他方の基板上に第
１の電極膜２１、２２と第２の電極膜８１、８２とでそ
れぞれ挟まれた強誘電体薄膜３１、３２の積層構造体が
露出する。この積層構造体をフォトリソとエッチングプ
ロセスにより図４（Ａ）に示すような形状に加工する。
このようにして所定形状に加工後、他方の基板をさらに
エッチングして除去すれば、両方の基板から完全に分離
した圧電体素子部２０が得られる。これを樹脂基板２４
上の所定の位置に接着固定し、圧電体素子部２０の電極
と樹脂基板２４との電極部２４１とを、例えばワイヤリ
ード１９で接続する。なお、第２の電極膜８１、８２に
ついては、ビアホール１８を介して圧電体素子部２０の
表面まで引出し電極膜１７を設ける。このようにするこ
とで、強誘電体薄膜素子１４、１６と樹脂基板２４の電
極部２４１との接続は、強誘電体薄膜素子１４の第１の
電極膜２１、強誘電体薄膜素子１６の第１の電極膜２２
および引出し電極膜１７の３本となり、これらをワイヤ
リード１９で樹脂基板２４の電極部２４１と接続すれば
圧電アクチュエータ３０が得られる。
【００６０】以上説明したように、強誘電体薄膜３１、
３２上に無機保護膜を形成して熱処理することで、第１
の実施の形態で説明したのと同様に酸化拡散層６１、６
２が形成されるので強誘電体薄膜３１、３２にはクラッ
クや変質が生じない。このために、第２の電極膜８１、
８２の強誘電体薄膜３１、３２に対する密着性も良好と
なり、第２の電極膜８１、８２同士を接着しても剥れる
不良が生じなくなる。この結果、熱処理により圧電特性
を向上させながら、密着性が良好で信頼性の高い圧電体
素子部２０が実現できる。
３２上に無機保護膜を形成して熱処理することで、第１
の実施の形態で説明したのと同様に酸化拡散層６１、６
２が形成されるので強誘電体薄膜３１、３２にはクラッ
クや変質が生じない。このために、第２の電極膜８１、
８２の強誘電体薄膜３１、３２に対する密着性も良好と
なり、第２の電極膜８１、８２同士を接着しても剥れる
不良が生じなくなる。この結果、熱処理により圧電特性
を向上させながら、密着性が良好で信頼性の高い圧電体
素子部２０が実現できる。
【００６１】なお、本実施の形態の圧電体素子部２０
は、強誘電体薄膜素子１４、１６を一対積層した構成と
したが、本発明はこれに限定されるものではない。強誘
電体薄膜素子が一層構成の圧電体素子部でもよく、その
場合の製造方法は本実施の形態で説明した製造方法と同
様にすればよい。また、本実施の形態においては、基板
は最終的にはすべてエッチングして除去したが、アクチ
ュエータとして機能しないワイヤリードを接続する領域
部に片面の基板の一部を残すようにエッチングしてもよ
い。基板の一部を残すことで、強度が大きくなるので、
接着等の取り扱いが容易になる。
は、強誘電体薄膜素子１４、１６を一対積層した構成と
したが、本発明はこれに限定されるものではない。強誘
電体薄膜素子が一層構成の圧電体素子部でもよく、その
場合の製造方法は本実施の形態で説明した製造方法と同
様にすればよい。また、本実施の形態においては、基板
は最終的にはすべてエッチングして除去したが、アクチ
ュエータとして機能しないワイヤリードを接続する領域
部に片面の基板の一部を残すようにエッチングしてもよ
い。基板の一部を残すことで、強度が大きくなるので、
接着等の取り扱いが容易になる。
【００６２】さらに、上述の圧電体素子部２０を並列に
配置して圧電アクチュエータの長手方向に対して垂直な
方向に変位させる構成とすることもできる。例えば、図
５に示すような圧電アクチュエータ２５０としてもよ
い。この圧電アクチュエータ２５０は、アクチュエータ
として機能する圧電体素子部２０１、２０２を一対とし
て構成されている。この圧電体素子部２０１、２０２
は、第２の実施の形態の圧電体素子部２０と同じ製造方
法により形成されている。ただし、一対の圧電体素子部
２０１、２０２は、両者の一部が連結した状態で鏡面対
称形状に配置されている点が異なる。このような形状は
フォトリソ、エッチング時のマスクを変えるだけで、他
は第２の実施の形態と同じ方法で作製できる。
配置して圧電アクチュエータの長手方向に対して垂直な
方向に変位させる構成とすることもできる。例えば、図
５に示すような圧電アクチュエータ２５０としてもよ
い。この圧電アクチュエータ２５０は、アクチュエータ
として機能する圧電体素子部２０１、２０２を一対とし
て構成されている。この圧電体素子部２０１、２０２
は、第２の実施の形態の圧電体素子部２０と同じ製造方
法により形成されている。ただし、一対の圧電体素子部
２０１、２０２は、両者の一部が連結した状態で鏡面対
称形状に配置されている点が異なる。このような形状は
フォトリソ、エッチング時のマスクを変えるだけで、他
は第２の実施の形態と同じ方法で作製できる。
【００６３】この一対の圧電体素子部２０１、２０２は
樹脂基板２４５上に接着固定され、一対の圧電体素子部
２０１、２０２のそれぞれの第１の主電極膜、第２の主
電極膜、第１の対向電極膜および第２の対向電極膜と樹
脂基板上の電極パッドとがワイヤリード１９で接続され
ている。なお、第１の対向電極膜と第２の対向電極膜間
は導電性の接着剤により接着固定されているので、接続
端子部は１ヶ所でよい。さらに、この一対の圧電体素子
部２０１、２０２のアクチュエータとして機能する領域
部の先端側の樹脂基板２４５上には素子２６が搭載され
ている。なお、樹脂基板２４５はさらに所定の固定部ま
で延在されて接続されるが、図５ではその一部のみを示
している。
樹脂基板２４５上に接着固定され、一対の圧電体素子部
２０１、２０２のそれぞれの第１の主電極膜、第２の主
電極膜、第１の対向電極膜および第２の対向電極膜と樹
脂基板上の電極パッドとがワイヤリード１９で接続され
ている。なお、第１の対向電極膜と第２の対向電極膜間
は導電性の接着剤により接着固定されているので、接続
端子部は１ヶ所でよい。さらに、この一対の圧電体素子
部２０１、２０２のアクチュエータとして機能する領域
部の先端側の樹脂基板２４５上には素子２６が搭載され
ている。なお、樹脂基板２４５はさらに所定の固定部ま
で延在されて接続されるが、図５ではその一部のみを示
している。
【００６４】このように一対の圧電体素子部２０１、２
０２を配置することで、例えば一方の圧電体素子部２０
１が収縮する方向（Ｄで示す方向）で、他方の圧電体素
子部２０２が伸張する方向（Ｅで示す方向）となるよう
に、それぞれの圧電体素子部２０１、２０２に電圧を印
加すれば、素子２６はこれらの合成力の作用によりＸ−
Ｘ方向に変位させることができる。このような圧電アク
チュエータ２５０はハードディスク装置の磁気ヘッドの
微小位置決め等に利用できる。
０２を配置することで、例えば一方の圧電体素子部２０
１が収縮する方向（Ｄで示す方向）で、他方の圧電体素
子部２０２が伸張する方向（Ｅで示す方向）となるよう
に、それぞれの圧電体素子部２０１、２０２に電圧を印
加すれば、素子２６はこれらの合成力の作用によりＸ−
Ｘ方向に変位させることができる。このような圧電アク
チュエータ２５０はハードディスク装置の磁気ヘッドの
微小位置決め等に利用できる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の強誘電体薄
膜素子の製造方法は、基板上に第１の電極膜を形成する
工程と、第１の電極膜上に強誘電体薄膜を形成する工程
と、強誘電体薄膜上に無機保護膜を形成する工程と、無
機保護膜と強誘電体薄膜とを酸素含有雰囲気下で熱処理
する工程と、熱処理されることにより無機保護膜が酸化
されるとともに強誘電体薄膜の構成成分の一部が拡散し
て生じた酸化拡散層上に第２の電極膜を形成する工程と
を含む方法からなり、この製造方法により作製した強誘
電体薄膜素子およびそれを用いた薄膜コンデンサ、圧電
アクチュエータであることを特徴とする。
膜素子の製造方法は、基板上に第１の電極膜を形成する
工程と、第１の電極膜上に強誘電体薄膜を形成する工程
と、強誘電体薄膜上に無機保護膜を形成する工程と、無
機保護膜と強誘電体薄膜とを酸素含有雰囲気下で熱処理
する工程と、熱処理されることにより無機保護膜が酸化
されるとともに強誘電体薄膜の構成成分の一部が拡散し
て生じた酸化拡散層上に第２の電極膜を形成する工程と
を含む方法からなり、この製造方法により作製した強誘
電体薄膜素子およびそれを用いた薄膜コンデンサ、圧電
アクチュエータであることを特徴とする。
【００６６】これにより、強誘電体薄膜を熱処理すると
きに生じ易い表面の変質層やクラック等を発生させず
に、強誘電特性を改善することができる。この結果、薄
膜コンデンサや圧電アクチュエータとしての特性をさら
に向上させることができる。
きに生じ易い表面の変質層やクラック等を発生させず
に、強誘電特性を改善することができる。この結果、薄
膜コンデンサや圧電アクチュエータとしての特性をさら
に向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の強誘電体薄膜素子
の製造方法の主要工程を説明するための図
の製造方法の主要工程を説明するための図
【図２】同製造方法で作製した本発明試料、比較用とし
て作製した比較試料Ａおよび比較試料Ｂのヒステリシス
特性を示す図
て作製した比較試料Ａおよび比較試料Ｂのヒステリシス
特性を示す図
【図３】同製造方法で作製したトレンチ構造、スタック
形構造の薄膜コンデンサを説明する図
形構造の薄膜コンデンサを説明する図
【図４】本発明の第２の実施の形態の圧電アクチュエー
タの平面図とその断面図
タの平面図とその断面図
【図５】同実施の形態の圧電体素子部を一対配置した圧
電アクチュエータの斜視図
電アクチュエータの斜視図
１ 基板
２，２１，２２ 第１の電極膜
３，３１，３２ 強誘電体薄膜
４ 無機保護膜
６，６１，６２ 酸化拡散層
８，８１，８２ 第２の電極膜
１４，１６ 強誘電体薄膜素子
１７ 引出し電極膜
１８ ビアホール
１９ ワイヤリード
２０，２０１，２０２ 圧電体素子部
２４，２４５ 樹脂基板
２６ 素子
２８ 固定部
３０，２５０ 圧電アクチュエータ
６０ 接着剤
２４１ 電極部
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０１Ｌ 41/24 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｎ
Ｈ０１Ｇ 4/06 １０２
Claims (14)
- 【請求項１】 基板上に第１の電極膜を形成する工程
と、 前記第１の電極膜上に強誘電体薄膜を形成する工程と、 前記強誘電体薄膜上に無機保護膜を形成する工程と、 前記無機保護膜と前記強誘電体薄膜とを酸素含有雰囲気
下で熱処理する工程と、 熱処理されることにより、前記無機保護膜が酸化される
とともに前記強誘電体薄膜の構成成分の一部が拡散して
生じた酸化拡散層上に第２の電極膜を形成する工程とを
含むことを特徴とする強誘電体薄膜素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記無機保護膜は前記強誘電体薄膜の構
成成分の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項
１に記載の強誘電体薄膜素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記強誘電体薄膜はチタンとジルコニウ
ムの少なくとも一方を構成元素として含み、 前記無機保護膜はチタンとジルコニウムの少なくとも一
方を含むことを特徴とする請求項２に記載の強誘電体薄
膜素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記強誘電体薄膜は構成元素としてさら
に鉛を含むことを特徴とする請求項３に記載の強誘電体
薄膜素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記基板が酸化マグネシウム単結晶基板
であり、前記第１の電極膜が白金膜であることを特徴と
する請求項４に記載の強誘電体薄膜素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１の電極膜と前記強誘電体薄膜と
をスパッタリングにより形成することを特徴とする請求
項１から請求項５までのいずれかに記載の強誘電体薄膜
素子の製造方法。 - 【請求項７】 基板上に形成された第１の電極膜と、 前記第１の電極膜上に形成された強誘電体薄膜と、 前記強誘電体薄膜上に形成された無機保護膜中に前記強
誘電体薄膜の構成成分の一部が拡散して形成された酸化
拡散層と、 前記酸化拡散層上に形成された第２の電極膜とからなる
ことを特徴とする強誘電体薄膜素子。 - 【請求項８】 前記酸化拡散層の膜厚方向の酸素含有状
態が、前記強誘電体薄膜側に向かって小さくなる勾配を
有する領域が存在することを特徴とする請求項７に記載
の強誘電体薄膜素子。 - 【請求項９】 前記酸化拡散層は、拡散した前記強誘電
体薄膜の構成成分以外に少なくともさらに１つ以上の構
成成分を含むことを特徴とする請求項７に記載の強誘電
体薄膜素子。 - 【請求項１０】 前記強誘電体薄膜はチタンとジルコニ
ウムの少なくとも一方を構成元素として含み、 前記無機保護膜はチタンとジルコニウムの少なくとも一
方を含むことを特徴とする請求項９に記載の強誘電体薄
膜素子。 - 【請求項１１】 前記強誘電体薄膜は構成元素としてさ
らに鉛を含むことを特徴とする請求項１０に記載の強誘
電体薄膜素子。 - 【請求項１２】 強誘電体薄膜素子を用いた薄膜コンデ
ンサであって、前記強誘電体薄膜素子が請求項７から請
求項１１までのいずれかに記載された強誘電体薄膜素子
を用いたことを特徴とする薄膜コンデンサ。 - 【請求項１３】 圧電アクチュエータであって、 アクチュエータを構成する圧電体素子部が請求項７から
請求項１１までのいずれかに記載の強誘電体薄膜素子か
ら構成され、 前記強誘電体薄膜素子の少なくともアクチュエータとし
て機能する領域部の前記基板が除去されていることを特
徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項１４】 圧電アクチュエータであって、 アクチュエータを構成する圧電体素子部が請求項７から
請求項１１までのいずれかに記載の強誘電体薄膜素子を
一対積層し、それぞれの前記強誘電体薄膜素子の前記第
１の電極膜同士および前記第２の電極膜同士を電気的に
接続する接続配線と、 少なくともアクチュエータとして機能する領域部の前記
基板が除去された構成を有することを特徴とする圧電ア
クチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003012256A JP4218350B2 (ja) | 2002-02-01 | 2003-01-21 | 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 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-25123 | 2002-02-01 | ||
| JP2002025123 | 2002-02-01 | ||
| JP2003012256A JP4218350B2 (ja) | 2002-02-01 | 2003-01-21 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003298027A true JP2003298027A (ja) | 2003-10-17 |
| JP4218350B2 JP4218350B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=27654519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003012256A Expired - Fee Related JP4218350B2 (ja) | 2002-02-01 | 2003-01-21 | 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 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6849166B2 (ja) |
| JP (1) | JP4218350B2 (ja) |
| CN (1) | CN1240123C (ja) |
| HK (1) | HK1056792A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004289143A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜圧電体素子およびその製造方法並びにアクチュエータ |
| JP2006303219A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Murata Mfg Co Ltd | 可変容量素子 |
| JP2008535228A (ja) * | 2005-04-01 | 2008-08-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 機械的な分離層を備えたモノリシックな圧電性の構成部分、並びに該構成部分を製造するための方法、並びに当該構成部分の使用 |
| JP2009088290A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータの製造方法、液体吐出ヘッド、及び画像形成装置 |
| JP2013089846A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US9186898B2 (en) | 2007-03-28 | 2015-11-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing piezoelectric actuator |
| JP2019114723A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 凸版印刷株式会社 | キャパシタ内蔵ガラス回路基板及びキャパシタ内蔵ガラス回路基板の製造方法 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064401B2 (en) * | 2003-03-06 | 2006-06-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film piezoelectric element, method of manufacturing the same, and actuator |
| JP2004288696A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7183121B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-02-27 | Infineon Technologies Ag | Process for fabrication of a ferrocapacitor |
| NO20041733L (no) * | 2004-04-28 | 2005-10-31 | Thin Film Electronics Asa | Organisk elektronisk krets med funksjonelt mellomsjikt og fremgangsmate til dens fremstilling. |
| US7675066B1 (en) * | 2005-10-07 | 2010-03-09 | Raytheon Company | Erase-on-demand memory cell |
| US20100038234A1 (en) * | 2006-12-20 | 2010-02-18 | Ulvac, Inc. | Method for Forming Multilayer Film and Apparatus for Forming Multilayer Film |
| US20100206713A1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-19 | Fujifilm Corporation | PZT Depositing Using Vapor Deposition |
| JP5562631B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-07-30 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| US20110209989A1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Youming Li | Physical vapor deposition with insulated clamp |
| JP5649519B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-01-07 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置 |
| US9853203B2 (en) * | 2012-08-08 | 2017-12-26 | Konica Minolta, Inc. | Piezoelectric element with underlying layer to control crystallinity of a piezoelectric layer, and piezoelectric device, inkjet head, and inkjet printer including such piezoelectric element |
| JP2015191976A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | ウシオ電機株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US9159829B1 (en) * | 2014-10-07 | 2015-10-13 | Micron Technology, Inc. | Recessed transistors containing ferroelectric material |
| US11988662B2 (en) | 2015-12-07 | 2024-05-21 | Nanohmics, Inc. | Methods for detecting and quantifying gas species analytes using differential gas species diffusion |
| US10386351B2 (en) | 2015-12-07 | 2019-08-20 | Nanohmics, Inc. | Methods for detecting and quantifying analytes using gas species diffusion |
| US10386365B2 (en) | 2015-12-07 | 2019-08-20 | Nanohmics, Inc. | Methods for detecting and quantifying analytes using ionic species diffusion |
| CN106920860B (zh) * | 2017-04-26 | 2018-04-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光电转换器件、阵列基板、彩膜基板和显示装置 |
| TWI673831B (zh) * | 2018-11-13 | 2019-10-01 | 財團法人工業技術研究院 | 鐵電記憶體及其製造方法 |
| CN114257122B (zh) * | 2020-09-23 | 2024-01-30 | 精工爱普生株式会社 | 压电驱动装置以及机器人 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01308927A (ja) | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電形赤外検出素子アレイ、焦電形赤外検出器およびその製法 |
| US5142437A (en) * | 1991-06-13 | 1992-08-25 | Ramtron Corporation | Conducting electrode layers for ferroelectric capacitors in integrated circuits and method |
| EP0557937A1 (en) | 1992-02-25 | 1993-09-01 | Ramtron International Corporation | Ozone gas processing for ferroelectric memory circuits |
| JPH0745475A (ja) | 1993-06-29 | 1995-02-14 | Hitachi Ltd | 薄膜コンデンサ及びその製造方法 |
| JPH0855967A (ja) | 1994-07-29 | 1996-02-27 | Texas Instr Inc <Ti> | 強誘電体薄膜キャパシタの製造方法 |
| JPH09102727A (ja) | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動子とその製造方法 |
| DE19630883A1 (de) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | Philips Patentverwaltung | Bauteil mit einem Kondensator |
| DE19640273C1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung barrierenfreier Halbleiterspeicheranordnungen |
| JPH11297945A (ja) * | 1998-04-13 | 1999-10-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 強誘電体メモリおよびその形成方法 |
| JP3482883B2 (ja) * | 1998-08-24 | 2004-01-06 | 株式会社村田製作所 | 強誘電体薄膜素子およびその製造方法 |
| JP3517876B2 (ja) * | 1998-10-14 | 2004-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体薄膜素子の製造方法、インクジェット式記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JP3415459B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2003-06-09 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP3976462B2 (ja) * | 2000-01-26 | 2007-09-19 | エルピーダメモリ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US6494567B2 (en) * | 2000-03-24 | 2002-12-17 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric element and manufacturing method and manufacturing device thereof |
| US6709776B2 (en) * | 2000-04-27 | 2004-03-23 | Tdk Corporation | Multilayer thin film and its fabrication process as well as electron device |
| US6462368B2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-10-08 | Hitachi, Ltd. | Ferroelectric capacitor with a self-aligned diffusion barrier |
| JP2002285333A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US6911689B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-06-28 | Texas Instruments Incorporated | Versatile system for chromium based diffusion barriers in electrode structures |
| US20030143853A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Celii Francis G. | FeRAM capacitor stack etch |
-
2003
- 2003-01-21 JP JP2003012256A patent/JP4218350B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-31 CN CNB031043321A patent/CN1240123C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-03 US US10/356,603 patent/US6849166B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-16 HK HK03109158A patent/HK1056792A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-08-31 US US10/929,687 patent/US7115936B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004289143A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜圧電体素子およびその製造方法並びにアクチュエータ |
| JP2008535228A (ja) * | 2005-04-01 | 2008-08-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 機械的な分離層を備えたモノリシックな圧電性の構成部分、並びに該構成部分を製造するための方法、並びに当該構成部分の使用 |
| JP2006303219A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Murata Mfg Co Ltd | 可変容量素子 |
| US9186898B2 (en) | 2007-03-28 | 2015-11-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing piezoelectric actuator |
| JP2009088290A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータの製造方法、液体吐出ヘッド、及び画像形成装置 |
| JP2013089846A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2019114723A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 凸版印刷株式会社 | キャパシタ内蔵ガラス回路基板及びキャパシタ内蔵ガラス回路基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030175487A1 (en) | 2003-09-18 |
| HK1056792A1 (en) | 2004-02-27 |
| CN1435878A (zh) | 2003-08-13 |
| JP4218350B2 (ja) | 2009-02-04 |
| US7115936B2 (en) | 2006-10-03 |
| CN1240123C (zh) | 2006-02-01 |
| US6849166B2 (en) | 2005-02-01 |
| US20050040454A1 (en) | 2005-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4218350B2 (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 | |
| KR100417743B1 (ko) | 90 나노미터 이하의 두께를 갖는 강유전성 박막을 지닌강유전성 메모리와 그 제조 방법 | |
| JP4289641B2 (ja) | 強誘電体キャパシタおよびその製造方法 | |
| JPH11502673A (ja) | 積層超格子材料およびそれを含む電子デバイスの低温製造方法 | |
| JP3182909B2 (ja) | 強誘電体キャパシタの製造方法及び強誘電体メモリ装置の製造方法 | |
| JP2002530862A (ja) | 水素ダメージを受けた強誘電体膜の不活性ガス回復アニーリング | |
| JPH0563205A (ja) | 半導体装置 | |
| US7545625B2 (en) | Electrode for thin film capacitor devices | |
| TWI755445B (zh) | 膜構造體及其製造方法 | |
| JPH0745475A (ja) | 薄膜コンデンサ及びその製造方法 | |
| JPH0334580A (ja) | 電子部品 | |
| US6312567B1 (en) | Method of forming a (200)-oriented platinum layer | |
| JPH02248089A (ja) | 電子部品 | |
| JP2009038169A (ja) | 圧電素子の製造方法、誘電体層の製造方法、およびアクチュエータの製造方法 | |
| JP2006108291A (ja) | 強誘電体キャパシタ及びその製造方法、並びに強誘電体メモリ装置 | |
| JPH0624222B2 (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JP5103694B2 (ja) | 圧電薄膜の製造方法 | |
| JPH05226715A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2000349362A (ja) | 圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| JPH02189969A (ja) | 電子部品 | |
| JP5699299B2 (ja) | 強誘電体膜の製造方法、強誘電体膜及び圧電素子 | |
| JP2000068465A (ja) | 半導体装置及びその形成方法 | |
| JPH11204364A (ja) | 誘電体薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JP2002299576A (ja) | 強誘電体薄膜素子の製造方法ならびに強誘電体薄膜素子 | |
| JP2004079691A (ja) | Ｂｌｔ強誘電体薄膜キャパシタ及びその作製方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051107 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20051213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080709 |
|
| 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: 20081021 |
|
| 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: 20081103 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |