JP2007191768A - 絶縁性ターゲット材料、絶縁性ターゲット材料の製造方法、導電性複合酸化物膜およびデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】均質で絶縁性が高く、良好な特性を有する、導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料を提供する。
【解決手段】絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含み、前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである。
【選択図】なし
【解決手段】絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含み、前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである。
【選択図】なし
Description
本発明は、ＲＦスパッタ法に好適に用いられる絶縁性ターゲット材料、絶縁性ターゲット材料の製造方法、導電性複合酸化物膜およびデバイスに関する。
スパッタ法によって複合酸化物膜を得るためのターゲットは、通常、以下のようにして得られる。例えば、一般式ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト型酸化物膜を得るためのターゲットは、Ａ元素およびＢ元素の酸化物原料を粉体にし、化学量論組成を考慮してこれらの酸化物原料を混合した後、これを焼結して得られる。このようなターゲットとしては、例えば特開平１０−１７６２６４号公報に開示されたものが知られている。この文献では、化学式ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト型酸化物のスパッタリングターゲットで、特定の相対密度と大きさを有するものが開示されている。
特開平１０−１７６２６４号公報
しかしながら、本願発明者によれば、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜のためのターゲットを得る場合、Ａ元素およびＢ元素の酸化物原料を粉体にし、これらを所定の組成で混合・焼結しただけでは充分なターゲットが得られないことが判明した。
例えば、ＬａＮｉＯ３からなる導電性複合酸化物膜をＲＦスパッタ法（Radio Frequency Sputtering）によって形成するためのターゲットを公知の焼結法で形成した場合、以下の知見が得られた。すなわち、Ｌａの酸化物の粉体とＮｉの酸化物の粉体を１：１の組成比で混合した後、焼結して得られたターゲットは、ターゲット全体で絶縁性が均一ではなく、絶縁性の低い部分、すなわち周囲より導電性の高い部分ができていた。このようなターゲットを用いてＲＦスパッタを行うと、絶縁性の低い部分にプラズマが集中し、その結果、プラズマが集中した部分が溶解したり、プラズマの集中によりターゲットにクラックが生じたりして、ターゲットとして使用できないことが判明した。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その目的は、均質で絶縁性が高く、良好な特性を有する、導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料を提供することにある。
本発明の他の目的は、上述した絶縁性ターゲット材料を得ることができる製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて形成された導電性複合酸化物膜を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、本発明にかかる導電性複合酸化物膜を含むデバイスを提供することにある。
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料は、
一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、
Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含み、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである。
一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、
Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含み、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである。
本発明の絶縁性ターゲット材料は、均質で絶縁性が高く、ＲＦスパッタ法に好適に適用できる。また、本発明の絶縁性ターゲット材料によれば、結晶配向性に優れ、しかも表面モフォロジーのよい導電性複合酸化物膜を得ることができる。
本発明の絶縁性ターゲット材料において
前記Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物であることができる。
前記Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物であることができる。
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
前記Ａ元素はＬａであり、前記Ｂ元素はＮｉであることができる。
前記Ａ元素はＬａであり、前記Ｂ元素はＮｉであることができる。
本発明の絶縁性ターゲット材料において、前記Ｘ元素は、Ｎｂであることができる。
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料の製造方法は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料の製造方法であって、
Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物とを混合して得られた混合物を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程であって、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである工程と、
前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、該第１粉体と該溶液との混合物から第２粉体を得る工程と、
前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、
前記第３粉体を熱処理する工程と、
を含む。
Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物とを混合して得られた混合物を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程であって、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである工程と、
前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、該第１粉体と該溶液との混合物から第２粉体を得る工程と、
前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、
前記第３粉体を熱処理する工程と、
を含む。
本発明の製造方法によれば、均質で絶縁性の高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。
本発明の製造方法において、
前記溶液は、前記Ｓｉ原料および前記Ｇｅ原料の少なくとも一方を、２ないし１０モル％含むことができる。
前記溶液は、前記Ｓｉ原料および前記Ｇｅ原料の少なくとも一方を、２ないし１０モル％含むことができる。
本発明の製造方法において、
前記混合物を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
前記混合物を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
本発明の製造方法において、
前記第２粉体を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
前記第２粉体を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
本発明の製造方法において、
前記第３粉体を熱処理する工程は、１０００ないし１５００℃で行われることができる。
前記第３粉体を熱処理する工程は、１０００ないし１５００℃で行われることができる。
本発明にかかる導電性複合酸化物膜は、本発明の絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタ法によって形成された導電性複合酸化物膜であって、一般式ＡＢＯ３で表され、かつ、Ａ元素と、Ｂ元素と、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つと、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方とを含む。
本発明にかかるデバイスは、
基体と、
前記基体の上方に形成された、本発明にかかる導電性複合酸化物膜と、
を含む。
基体と、
前記基体の上方に形成された、本発明にかかる導電性複合酸化物膜と、
を含む。
本発明におけるデバイスとは、本発明の導電性複合酸化物膜を含むものを意味し、当該導電性複合酸化物膜を有する部品、およびこの部品を有する電子機器を含む。デバイスの具体例についは後述する。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
１．絶縁性ターゲット材料
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素（第１元素）の酸化物と、Ｂ元素（第２元素）の酸化物と、Ｘ元素（第３元素）の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素（第１元素）の酸化物と、Ｂ元素（第２元素）の酸化物と、Ｘ元素（第３元素）の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。
すなわち、本実施形態の絶縁性ターゲット材料において、少なくともＡ元素、Ｂ元素およびＸ元素は、いずれも酸化物として絶縁性ターゲット材料に含まれる。
Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであることができる。Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであることができる。また、Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つであることができる。
本実施形態の絶縁性ターゲット材料に、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方が含まれることにより、後述する実施例からも明らかなように、均質で絶縁性の高い優れた絶縁性ターゲット材料となる。絶縁性ターゲット材料は、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物のうち、少なくともＳｉ化合物を含むことが望ましい。また、Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物であることが望ましい。
本実施形態では、さらに、絶縁性ターゲット材料がＸ元素（Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つ）の酸化物を含むことにより、成膜された導電性複合酸化物膜中の酸素欠損を補うことができる。このことにより、絶縁性ターゲット材料を用いた成膜時に高温度で熱処理した場合であっても、良好な結晶性とモフォロジーを有する導電性複合酸化物膜を得ることができる。
本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料において、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物については、成膜後の導電性複合酸化物（一般式ＡＢＯ３）の化学量論組成と同じ比率、すなわち、Ａ：Ｂ＝１：１もしくはこれに近い比率で含まれることができる。絶縁性ターゲット材料の各元素の比率は、元素の蒸発のし易さなどを考慮して設定される。また、本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト型構造を有しないことが望ましい。絶縁性ターゲット材料がかかるペロブスカイト型構造を有すると、ターゲットが導電性を有するため、ＲＦスパッタのターゲットとして不適切か、もしくは使用できないことがある。
本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料が適用できる、導電性複合酸化物膜としては、ＬａＣｏＯ３、ＳｒＣｏＯ３、Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３［ここで、ｘおよびｙは０〜１の有理数を表す。以下の化学式においても同様である。］等のＬａ（Ｓｒ）ＣｏＯ３［ここで、（ ）内の金属は置換金属を意味する。以下の化学式においても同様である。］、ＬａＭｎＯ３、ＳｒＭｎＯ３、Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３等のＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯ３、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＮｉＯ３、Ｌａ（Ｓｒ）ＮｉＯ３、ＣａＣｏＯ３、Ｌａ（Ｃａ）ＣｏＯ３、ＬａＦｅＯ３、ＳｒＦｅＯ３、Ｌａ（Ｓｒ）ＦｅＯ３、Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３等のＬａ（Ｓｒ）Ｃｏ（Ｆｅ）Ｏ３、あるいは、Ｌａ１−ｘＳｒｘＶＯ３、Ｌａ１−ｘＣａｘＦｅＯ３、ＬａＢａＯ３、Ｌａ（ａ）ＭｎＯ３、ＬａＣｕＯ３、ＬａＴｉＯ３、ＢａＣｅＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＢａＳｎＯ３、ＢａＰｂＯ３、ＢａＰｂ１−ｘＯ３、ＣａＣｒＯ３、ＣａＶＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＳｒＩｒＯ３、ＳｒＦｅＯ３、ＳｒＶＯ３、ＳｒＲｕＯ３、Ｓｒ（Ｐｔ）ＲｕＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＳｒＲｅＯ３、ＳｒＣｅＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＢａＲｅＯ３、ＢａＰｂ１−ｘＢｉｘＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＣａＴｉ１−ｘＡｌｘＯ３、などを例示できる。
２．絶縁性ターゲット材料の製造方法
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、以下の方法によって形成することができる。この絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るためのターゲット材料である。
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、以下の方法によって形成することができる。この絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るためのターゲット材料である。
本実施形態の製造方法は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物とを混合して得られた混合物を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程と、前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、粉体を回収して第２粉体を得る工程と、前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、前記第３粉体を熱処理する工程と、を含む。Ａ元素、Ｂ元素およびＸ元素については既に述べたので、ここでは記載しない。
本実施形態にかかる製造方法は、具体的には、図１に示す工程を有することができる。
（１）第１粉体の製造
Ａ元素の酸化物の粉体と、Ｂ元素の酸化物の粉体と、Ｘ元素の酸化物の粉体とを混合する（ステップＳ１）。ついで、得られた混合材料を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第１粉体を得る（ステップＳ２）。このようにして得られた第１粉体は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物を含んでいる。
Ａ元素の酸化物の粉体と、Ｂ元素の酸化物の粉体と、Ｘ元素の酸化物の粉体とを混合する（ステップＳ１）。ついで、得られた混合材料を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第１粉体を得る（ステップＳ２）。このようにして得られた第１粉体は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物を含んでいる。
（２）第２粉体の製造
第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方（Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料）を含む溶液と、を混合する（ステップＳ３）。Ｓｉ原料あるいはＧｅ原料としては、ゾルゲル法やＭＯＤ（Metalorganic Decomposition）法で前駆体材料として用いることができる、アルコキシド、有機酸塩、無機酸塩などを用いることができる。溶液としては、これらのＳｉ原料および／またはＧｅ原料を、アルコールなどの有機溶媒に溶解したものを用いることができる。Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料は、溶液中に、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物に対し、２ないし１０モル％の割合で含まれることができる。
第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方（Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料）を含む溶液と、を混合する（ステップＳ３）。Ｓｉ原料あるいはＧｅ原料としては、ゾルゲル法やＭＯＤ（Metalorganic Decomposition）法で前駆体材料として用いることができる、アルコキシド、有機酸塩、無機酸塩などを用いることができる。溶液としては、これらのＳｉ原料および／またはＧｅ原料を、アルコールなどの有機溶媒に溶解したものを用いることができる。Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料は、溶液中に、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物に対し、２ないし１０モル％の割合で含まれることができる。
Ｓｉ原料およびＧｅ原料としては、室温で液体であるか、溶媒に可溶であるものが好ましい。使用可能な化合物の例としては有機塩、アルコキシド、無機塩等がある。有機塩の具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅの蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、オクチル酸塩、ステアリン酸塩、等がある。アルコキシドの具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅのエトキシド、プロポキシド、ブトキシド等があり、混合アルコキシドでもよい。無機塩の具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅの水酸化物、塩化物、フッ化物、等がある。これらは室温で液体であればそのまま用いても良いし、他の溶媒に溶かして用いても良い。また、これらに限られず、多くのＳｉの塩、Ｇｅの塩を好適に用いることができる。
その後、粉体と溶液を濾過等によって分離して粉体を回収し、第２粉体を得る（ステップＳ４）。このようにして得られた第２粉体は、第１粉体と前記溶液が混合したのものである。
（３）第３粉体の製造
ついで、第２粉体を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第３粉体を得る（ステップＳ５）。このようにして得られた第３粉体は、Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の酸化物を含んでいる。
ついで、第２粉体を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第３粉体を得る（ステップＳ５）。このようにして得られた第３粉体は、Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の酸化物を含んでいる。
（４）焼結
ついで、第３粉体を公知の方法で焼結する（ステップＳ６）。例えば、第３粉体を型に入れ、真空ホットプレス法で焼結を行うことができる。焼結は、１０００ないし１５００℃で行うことができる。このようにして本実施形態の絶縁性ターゲット材料を得ることができる。この絶縁性ターゲット材料は、Ａ元素、Ｂ元素、Ｘ元素、Ｓｉおよび／またはＧｅを含む酸化物である。
ついで、第３粉体を公知の方法で焼結する（ステップＳ６）。例えば、第３粉体を型に入れ、真空ホットプレス法で焼結を行うことができる。焼結は、１０００ないし１５００℃で行うことができる。このようにして本実施形態の絶縁性ターゲット材料を得ることができる。この絶縁性ターゲット材料は、Ａ元素、Ｂ元素、Ｘ元素、Ｓｉおよび／またはＧｅを含む酸化物である。
（５）研磨
得られた絶縁性ターゲット材料は、必要に応じて、湿式研磨によって表面を研磨することができる。
得られた絶縁性ターゲット材料は、必要に応じて、湿式研磨によって表面を研磨することができる。
本実施形態の製造方法によれば、後述する実施例からも明かなように、第１粉体とＳｉ原料および／またはＧｅ原料の溶液とを混合する工程を有することにより、均質で絶縁性の高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。また、この製造方法によれば、得られる導電性複合酸化物膜の結晶配向制御性および表面モフォロジーの高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。また、第１粉体の原料としてＸ元素の酸化物を含むことにより、絶縁性ターゲット材料を用いた成膜時に高温度で熱処理した場合であっても、良好な結晶性とモフォロジーを有する導電性複合酸化物膜を得ることができる。
３．導電性複合酸化物膜
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタを行うことにより、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得ることができる。この導電性複合酸化物膜には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方、好ましくは少なくともＳｉが含まれる。一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方が０．００１ないし５モル％の割合で含まれることができ、好ましくは０．００１ないし１モル％の割合で含まれることができる。また、上記導電性複合酸化物には、Ｘ元素（Ｎｂ、ＴａおよびＶのうちの少なくとも一つ、好ましくはＮｂ）が含まれる。本実施形態にかかる一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜の具体例については、既に述べたのでここでは記載しない。
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタを行うことにより、一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得ることができる。この導電性複合酸化物膜には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方、好ましくは少なくともＳｉが含まれる。一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方が０．００１ないし５モル％の割合で含まれることができ、好ましくは０．００１ないし１モル％の割合で含まれることができる。また、上記導電性複合酸化物には、Ｘ元素（Ｎｂ、ＴａおよびＶのうちの少なくとも一つ、好ましくはＮｂ）が含まれる。本実施形態にかかる一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜の具体例については、既に述べたのでここでは記載しない。
ＲＦスパッタにおいては、スパッタガスとして、アルゴンと酸素を用いることができる。また、本実施形態では、アルゴンのみで酸素を含まない雰囲気でも、良好な導電性複合酸化物膜を得ることができる。
本実施形態の導電性複合酸化物膜は、結晶配向性に優れ、しかも表面モフォロジーが良好である。例えば、絶縁性ターゲット材料として、Ｌａ、Ｎｉ、ＮｂおよびＳｉの酸化物を用いた場合には、ＲＦスパッタによって（１００）配向のＬａＮｉＯ３膜が得られることを確認している。
４．実施例
以下、本発明の実施例および比較例について述べるが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明の実施例および比較例について述べるが、本発明はこれらに限定されない。
４．１．実施例１，比較例１
実施例１にかかる絶縁性ターゲットは、以下の方法により形成された。
実施例１にかかる絶縁性ターゲットは、以下の方法により形成された。
まず、第１粉体を製造した。具体的には、酸化ランタンの粉体と、酸化ニッケルの粉体と、酸化ニオブの粉体とを混合した。酸化ニオブは、酸化ランタンと酸化ニッケルの合計に対して５重量％の割合で含まれる。ついで、得られた混合材料を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第１粉体を得た。
ついで、第２粉体を製造した。具体的には、第１粉体と、シリコンアルコキシドの溶液とを混合した。シリコンアルコキシドの溶液は、シリコンアルコキシドをアルコールに５モル％の割合で溶解したものである。
その後、粉体と溶液を濾過によって分離して粉体を回収し、第２粉体を得た。このようにして得られた第２粉体は、第１粉体と前記溶液が混合したのものである。
その後、第２粉体を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第３粉体を得た。
ついで、第３粉体を公知の方法で焼結した。具体的には、第３粉体を型に入れ、真空ホットプレス法で焼結を行った。焼結は、１４００℃で行った。このようにして実施例１のターゲットサンプル１を得た。
ついで、得られたターゲットサンプル１を用いて、ＲＦスパッタ法によって基体上に膜厚８０ｎｍの導電性複合酸化物（ＬａＮｉＯ３−Ｎｂ２Ｏ５−ＳｉＯ２）の膜（以下、「ＬＮＮＳＯ膜」という）を形成した。基体としては、シリコン基板上に、ＺｒＯ２膜、ＴｉＯＸ膜、Ｐｔ膜を順次積層したものを用いた。ＲＦスパッタ法の条件は、基体温度が４００℃、パワーが１４００Ｗ、基体−ターゲット間距離が７０ｍｍ、ガス比がＡｒ／Ｏ２＝８０／２０であった。
ＬＮＮＳＯ膜について、Ｘ線解析およびＳＥＭによる観察を行った。その結果を図２に示す。図２には、ＬＮＮＳＯ膜を成膜した直後のサンプルａ（Ａｓ Ｄｅｐｏ）、成膜後に酸素雰囲気中において６００℃でアニールしたサンプルｂ、および成膜後に酸素雰囲気中において９００℃でアニールしたサンプルｃについての結果をそれぞれ示した。また、図３に、サンプルｃの表面のＳＥＭ像を示した。
図２および図３から、以下のことが確認された。まず、本実施例１のＬＮＮＳＯ膜は、図２から、（１００）配向しており、そのピークはアニール処理によって２θの値が大きい側にシフトした。また、ＳＥＭ像の結果から、アニール処理後のＬＮＮＳＯ膜は、良好な表面モフォロジーを有することが確認された。
次に、比較例１について説明する。比較例１では、実施例１において、第１粉体に酸化ニオブを含まないこと、および第１粉体と溶液を混合して第２粉体を形成する工程を有さない他は、実施例１と同様にしてターゲットサンプル２を得た。すなわち、比較例１のターゲットサンプル２は、第１粉体（酸化ランタンと酸化ニッケルとの混合物）をそのまま焼成したものである。
比較例１では、上記ターゲットサンプル２を用いた他は、実施例１と同様にして、導電性複合酸化物（ＬａＮｉＯ３）の膜（以下「ＬＮＯ膜」という）を得た。このＬＮＯ膜について、実施例１と同様にＸ線解析、ＳＥＭによる観察、および外観観察を行った。その結果を図４から図７に示す。図４、図５に、ＬＮＯ膜のＸ線回折パターンを示した。図４は、アニール処理後のＬＮＯ膜の一部のパターンであり、図５は、ＬＮＯ膜の他の部分のパターンである。さらに、図６に、酸素雰囲気中でアニール処理した後のＬＮＯ膜の表面のＳＥＭ像を示し、図７に、当該ＬＮＯ膜の外観の写真を示した。
図４ないし図７から、以下のことが確認された。
まず、比較例１のＬＮＯ膜は、図７から、表面の外観が不均一で、写真の上部と下部では色が異なっていることが確認された。外観写真の上部におけるＬＮＯ膜のＸ線パターンを図４に示し、下部の部分におけるＬＮＯ膜のＸ線パターンを図５に示した。図４および図５から、外観写真の下部のＬＮＯ膜では（１００）配向しているが、外観写真の上部のＬＮＯ膜ではほとんど（１００）配向していないことが確認された。このように比較例１では、ＬＮＯ膜の結晶性が均一でないことが確認された。また、ＳＥＭ像の結果から、アニール処理後のＬＮＯ膜は良好な表面モフォロジーを得ることができないことが確認された。
以上のことから、本発明の実施例によれば、クラックなどがなく均質性に優れた絶縁性ＬＮＮＳＯターゲット材料が得られることが確認された。この絶縁性ＬＮＮＳＯターゲット材料を用いて成膜された導電性ＬＮＮＳＯ膜は、良好な特性、具体的には、結晶配向性、表面モフォロジーおよび均質性に優れた膜であることが確認された。
５．デバイス
本発明のデバイスは、基体と、前記基体の上方に形成された、本発明の導電性複合酸化物膜と、を含む。また、本発明のデバイスは、本発明の導電性複合酸化物膜を有する部品、およびこの部品を有する電子機器を含む。以下に、本発明のデバイスの例を記載する。本発明の絶縁性ターゲット材料は、各種のデバイスにおいて用いられる導電性複合酸化物膜の形成に適用でき、以下に例示するデバイスに限定されない。
本発明のデバイスは、基体と、前記基体の上方に形成された、本発明の導電性複合酸化物膜と、を含む。また、本発明のデバイスは、本発明の導電性複合酸化物膜を有する部品、およびこの部品を有する電子機器を含む。以下に、本発明のデバイスの例を記載する。本発明の絶縁性ターゲット材料は、各種のデバイスにおいて用いられる導電性複合酸化物膜の形成に適用でき、以下に例示するデバイスに限定されない。
５．１．半導体素子
本発明の導電性複合酸化物膜を含む半導体素子について説明する。本実施形態では、半導体素子の一例である強誘電体キャパシタを含む強誘電体メモリ装置を例に挙げて説明する。
本発明の導電性複合酸化物膜を含む半導体素子について説明する。本実施形態では、半導体素子の一例である強誘電体キャパシタを含む強誘電体メモリ装置を例に挙げて説明する。
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いた電極として用いた強誘電体メモリ装置１０００を模式的に示す図である。なお、図８（Ａ）は、強誘電体メモリ装置１０００の平面的形状を示すものであり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面を示すものである。
強誘電体メモリ装置１０００は、図８（Ａ）に示すように、メモリセルアレイ２００と、周辺回路部３００とを有する。そして、メモリセルアレイ２００は、行選択のための下部電極２１０（ワード線）と、列選択のための上部電極２２０（ビット線）とが交叉するように配列されている。また、下部電極２１０および上部電極２２０は、複数のライン状の信号電極から成るストライプ形状を有する。なお、信号電極は、下部電極２１０がビット線、上部電極２２０がワード線となるように形成することができる。また、周辺回路部３００は、前記メモリセルアレイ２００に対して選択的に情報の書き込み若しくは読出しを行うための各種回路を含み、例えば、下部電極２１０を選択的に制御するための第１の駆動回路３１０と、上部電極２２０を選択的に制御するための第２の駆動回路３２０と、その他にセンスアンプなどの信号検出回路（図示省略）とを含んで構成される。
図８（Ｂ）に示すように、下部電極２１０と上部電極２２０との間には、強誘電体膜２１５が配置されている。メモリセルアレイ２００では、この下部電極２１０と上部電極２２０との交叉する領域において、強誘電体キャパシタ２３０として機能するメモリセルが構成されている。下部電極２１０および上部電極２２０の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。下部電極２１０および上部電極２２０は、本発明の導電性複合酸化物膜の単層でもよいし、あるいは他の導電膜との積層構造をとることもできる。また、第１の層間絶縁膜４２０と下部電極２１０との間には、公知のバリア膜を有することができる。なお、強誘電体膜２１５は、少なくとも下部電極２１０と上部電極２２０との交叉する領域の間に配置されていればよい。
また、周辺回路部３００は、図８（Ｂ）に示すように、半導体基板４００上に形成されたＭＯＳトランジスタ３３０を含む。ＭＯＳトランジスタ３３０は、ゲート絶縁膜３３２、ゲート電極３３４、およびソース／ドレイン領域３３６を有する。各ＭＯＳトランジスタ３３０間は、素子分離領域４１０によって分離されている。このＭＯＳトランジスタ３３０が形成された半導体基板４００上には、第１の層間絶縁膜４２０が形成されている。そして、周辺回路部３００とメモリセルアレイ２００とは、配線層５１によって電気的に接続されている。さらに、強誘電体メモリ装置１０００は、第２の層間絶縁膜４３０および絶縁性の保護層４４０が形成されている。
図９には、半導体装置の他の例として１Ｔ１Ｃ型強誘電体メモリ装置５００の構造図を示す。図１０は、強誘電体メモリ装置５００の等価回路図である。
強誘電体メモリ装置５００は、図９に示すように、下部電極５０１、プレート線に接続される上部電極５０２、および上述の実施形態の強誘電体膜５０３からなるキャパシタ５０４(１Ｃ)と、ソース／ドレイン電極の一方がデータ線５０５に接続され、ワード線に接続されるゲート電極５０６を有するスイッチ用のトランジスタ素子５０７(１Ｔ)からなるＤＲＡＭに良く似た構造のメモリ素子である。この例においても、図８（Ａ），（Ｂ）に示す例と同様に下部電極５０１および上部電極５０２の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。１Ｔ１Ｃ型のメモリは、書き込みおよび読み出しが１００ｎｓ以下と高速で行うことができ、かつ書き込んだデータは不揮発であるため、ＳＲＡＭの置き換え等に有望である。
本実施形態の半導体装置は、上述したものに限定されず、２Ｔ２Ｃ型強誘電体メモリ装置などにも適用できる。
５．２．圧電素子
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を圧電素子に適用した例について説明する。
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を圧電素子に適用した例について説明する。
図１１は、本発明の導電性複合酸化物膜を有する圧電素子１を示す断面図である。この圧電素子１は、基板２と、基板２の上に形成された下部電極３と、下部電極３の上に形成された圧電体膜４と、圧電体膜４の上に形成された上部電極５と、を含んでいる。下部電極３および上部電極５の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。下部電極３および上部電極５は、本発明の導電性複合酸化物膜の単層でもよいし、あるいは他の導電膜との積層構造をとることもできる。
基板２は、圧電素子の用途に応じて各種の態様を取りうる。基板２は、単層であってもよいし、複数の層を有する積層体だあってもよい。例えば、圧電素子１を後述するインクジェット式記録ヘッドに用いる場合には、（１１０）配向の単結晶シリコン基板と、当該単結晶シリコン基板の表面に形成された熱酸化膜と、弾性板とが積層されたものを用いることができる。この場合、基板２のシリコン基板は加工されることにより、後述するようにインクジェット式記録ヘッド５０においてインクキャビティー５２１を形成するものとなる（図１２参照）。
５．３．インクジェット式記録ヘッド
次に、上述の圧電素子が圧電アクチュエータとして機能しているインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図１２は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図１３は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。
次に、上述の圧電素子が圧電アクチュエータとして機能しているインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図１２は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図１３は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。
図１２および図１３に示すように、インクジェット式記録ヘッド５０は、ヘッド本体（基体）５７と、ヘッド本体５７上に形成される圧電部５４と、を含む。圧電部５４には図１１に示す圧電素子１が設けられ、圧電素子１は、下部電極３、圧電体膜（強誘電体膜）４および上部電極５が順に積層して構成されている。インクジェット式記録ヘッドにおいて、圧電部５４は、圧電アクチュエータとして機能する。
ヘッド本体（基体）５７は、ノズル板５１と、インク室基板５２と、弾性膜５５と、から構成されている。そして、これらが筐体５６に収納されて、インクジェット式記録ヘッド５０が構成されている。
各圧電素部は、圧電素子駆動回路（図示しない）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。すなわち、各圧電部５４はそれぞれ振動源（ヘッドアクチュエータ）として機能する。弾性膜５５は、圧電部５４の振動（たわみ）によって振動し、キャビティ５２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。
なお、上述では、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本実施形態は、圧電素子を用いた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１ 圧電素子、２ 基板、３ 下部電極、４ 圧電体膜、５ 上部電極、５０ インクジェット式記録ヘッド、５２１ インクキャビティー、２１０，５０１ 下部電極、２１５，５０３ 強誘電体膜、２２０，５０２ 上部電極、２３０ 強誘電体キャパシタ
Claims (11)
- 一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、
Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｘ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含み、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである、絶縁性ターゲット材料。 - 請求項１において、
前記Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物である、絶縁性ターゲット材料。 - 請求項１または２において、
前記Ａ元素はＬａであり、前記Ｂ元素はＮｉである、絶縁性ターゲット材料。 - 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記Ｘ元素は、Ｎｂである、絶縁性ターゲット材料。 - 一般式ＡＢＯ３で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料の製造方法であって、
Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＸ元素の酸化物とを混合して得られた混合物を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程であって、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであり、
前記Ｘ元素は、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つである工程と、
前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、該第１粉体と該溶液との混合物から第２粉体を得る工程と、
前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、
前記第３粉体を熱処理する工程と、
を含む、絶縁性ターゲット材料の製造方法。 - 請求項５において、
前記溶液は、前記Ｓｉ原料および前記Ｇｅ原料の少なくとも一方を、２ないし１０モル％含む、絶縁性ターゲット材料の製造方法。 - 請求項５または６において、
前記混合物を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われる、絶縁性ターゲット材料の製造方法。 - 請求項５ないし７のいずれかにおいて、
前記第２粉体を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われる、絶縁性ターゲット材料の製造方法。 - 請求項５ないし８のいずれかにおいて、
前記第３粉体を熱処理する工程は、１０００ないし１５００℃で行われる、絶縁性ターゲット材料の製造方法。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタ法によって形成された導電性複合酸化物膜であって、一般式ＡＢＯ３で表され、かつ、Ａ元素と、Ｂ元素と、Ｎｂ、ＴａおよびＶから選択される少なくとも一つと、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方とを含む、導電性複合酸化物膜。
- 基体と、
前記基体の上方に形成された、請求項１０に記載の導電性複合酸化物膜と、
を含む、デバイス。
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Cited By (2)
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Families Citing this family (7)
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| JP4462432B2 (ja) * | 2005-08-16 | 2010-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | ターゲット |
| JP4826744B2 (ja) * | 2006-01-19 | 2011-11-30 | セイコーエプソン株式会社 | 絶縁性ターゲット材料の製造方法 |
| JP2009215617A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と酸化物相とを含有するスパッタリングターゲット材およびその製造方法 |
| EP2503020B1 (en) * | 2009-11-17 | 2014-11-26 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Method for storing lanthanum oxide target, and vacuum-packed lanthanum oxide target |
| CN101812666B (zh) * | 2010-04-09 | 2012-05-23 | 南京理工大学 | 非制冷红外焦平面阵列用氧化钒薄膜材料的制备方法 |
| CN111225993B (zh) * | 2017-12-22 | 2022-04-01 | 株式会社Lg化学 | 用于制造透明导电膜的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176264A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-30 | Hitachi Ltd | 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット |
| JPH1153935A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Fujitsu Ltd | Ｌｓｒｏ薄膜およびその製造方法 |
| JP2003063860A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Taiyo Yuden Co Ltd | 焼結体ターゲット，それを利用した誘電体薄膜及びその製造方法，それを利用した電子部品 |
| JP2004076021A (ja) * | 2000-09-01 | 2004-03-11 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | ルテニウム酸ストロンチウムスパッタリングターゲット材とその製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05105446A (ja) | 1991-10-18 | 1993-04-27 | Ube Ind Ltd | アモルフアス強誘電体酸化物材料及びその製造方法 |
| JPH05105430A (ja) | 1991-10-18 | 1993-04-27 | Ube Ind Ltd | アモルフアス強誘電体酸化物材料及びその製造方法 |
| US7008669B2 (en) * | 2001-06-13 | 2006-03-07 | Seiko Epson Corporation | Ceramic and method of manufacturing the same, dielectric capacitor, semiconductor device, and element |
| JP4346919B2 (ja) | 2003-02-05 | 2009-10-21 | 忠弘 大見 | 強誘電体膜，半導体装置及び強誘電体膜の製造装置 |
| JP4462432B2 (ja) | 2005-08-16 | 2010-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | ターゲット |
| JP4396857B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2010-01-13 | セイコーエプソン株式会社 | 絶縁性ターゲット材料の製造方法 |
| JP4826744B2 (ja) * | 2006-01-19 | 2011-11-30 | セイコーエプソン株式会社 | 絶縁性ターゲット材料の製造方法 |
-
2006
- 2006-01-20 JP JP2006012631A patent/JP4591705B2/ja active Active
-
2007
- 2007-01-19 US US11/655,957 patent/US7867472B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-19 KR KR1020070006193A patent/KR20070077130A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-01-19 EP EP07001118A patent/EP1820878A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176264A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-30 | Hitachi Ltd | 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット |
| JPH1153935A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Fujitsu Ltd | Ｌｓｒｏ薄膜およびその製造方法 |
| JP2004076021A (ja) * | 2000-09-01 | 2004-03-11 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | ルテニウム酸ストロンチウムスパッタリングターゲット材とその製造方法 |
| JP2003063860A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Taiyo Yuden Co Ltd | 焼結体ターゲット，それを利用した誘電体薄膜及びその製造方法，それを利用した電子部品 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010030077A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2013056559A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-03-28 | Seiko Epson Corp | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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