JP2019160964A - 多層膜の成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
多層膜の成膜方法及び成膜装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019160964A JP2019160964A JP2018044404A JP2018044404A JP2019160964A JP 2019160964 A JP2019160964 A JP 2019160964A JP 2018044404 A JP2018044404 A JP 2018044404A JP 2018044404 A JP2018044404 A JP 2018044404A JP 2019160964 A JP2019160964 A JP 2019160964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- impedance
- conductive layer
- forming
- 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.)
- Pending
Links
- 0 *C1=CC2C(C3)C1C3C2 Chemical compound *C1=CC2C(C3)C1C3C2 0.000 description 2
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図9は本実施形態に係る多層膜の成膜方法によって成膜される多層膜の一構成例を示す断面模式図、図10は成膜から冷却過程におけるPZTの結晶構造の変化を模式的に示す図である。
具体的には、図9に模式的に示すように、最表面に熱酸化膜としてのSiO2層2が形成されたシリコン(Si)からなる基板1の一主面側に、白金(Pt)からなる導電層3、誘電体層4が順に配されている。
誘電体層4は、特に限定されるものではないが、例えばチタン酸ジルコン酸鉛[Pb(ZrxTi1−x)O3:PZT]、PbTiO3、BaTiO3、PMM−PZT、PNN−PZT、PMN−PZT、PNN−PT、PLZT、PZTN、NBT、KNN等の強誘電体からなる。
その中でも特に、誘電体層4としては、例えば鉛(Pb)、ジルコニア(Zr)、チタン(Ti)、酸素(O)を含む、チタン酸ジルコン酸鉛[Pb(ZrxTi1−x)O3:PZT]であることが好ましい。
(2.1)成膜装置の全体構成
図1は成膜装置10の内部構成の全体を概略的に示す断面模式図、図2は図1における付近A1を示す要部断面模式図、図3は図1に示す成膜装置10のインピーダンス調整機構120の概略回路図である。
第一の支持部101は、ターゲット21と対面する位置に配置され、処理基板100が載置される。
また、第一の支持部101には処理基板100を静電吸着する手段が内在されている(不図示)。第一の支持部101の表面101a(図2においては上面)に処理基板100を載置し静電吸着させることにより、処理基板100の裏面は第一の支持部101の表面に密着し、処理基板100は第一の支持部101と熱的に接続される。
第一の支持部101の外周は処理基板100の外周とほぼ同じ大きさで、第一の支持部101の表面101aはターゲット21の表面と対向するように配されている。これにより、第一の支持部101に載置された処理基板100の被成膜面100aも、ターゲット21の表面21aと対向配置される。
第一の支持部101には、インピーダンス調整機構120が接続され、第一の支持部101の基板側インピーダンスを調整する。
第一の防着板34および第二の防着板35は、真空槽11内で、ターゲット21から放出された粒子が付着する位置に配置されている。
カソード電極22のターゲット21とは反対側、すなわちカソード電極22の他面側には磁石装置29が配置されている。磁石装置29はターゲット21の表面に磁力線を形成するように構成されている。
発熱部材としては例えばSiCが用いられる。発熱部材は、第一の支持部101を挟んで処理基板100とは反対側の位置に配されている。
本実施形態においては、特に465〜520[℃]の範囲で温度制御することで、Pb抜けが安定的に抑制されたPZT膜を得ることができる。
図2に示すように、第一の支持部101は、第二の支持部102及び支柱103を介して電気的に接続されたインピーダンス調整機構120を備えている。
インピーダンス調整機構120は、真空槽11の外部に設けられ、一方が直接接地電位に設定され、他方が第一の支持部101に接続されている。
第1可変コンデンサVC1及び第2可変コンデンサVC2には、調整つまみ(不図示)がそれぞれ取り付けられ、調整つまみによって第1可変コンデンサVC1及び第2可変コンデンサVC2のそれぞれの静電容量が変えられ、その結果、インピーダンス調整機構120のインピーダンスが変えられるようになっている。
図4は本実施形態に係る多層膜の成膜方法の工程の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップS101で、図1〜図3に示す成膜装置10において、真空槽11内に設けられたカソード電極22にスパッタリング用のターゲット21を装着して保持させるとともに、真空槽11内において、カソード電極22と対向する位置に離間して配置された第一の支持部101に多層膜を成膜する処理基板100を載置して保持させる。
そして、スパッタガス導入部14から真空槽11内にスパッタガスとしてArガスを導入すると同時に、ステップS104において、スパッタ電源13からカソード電極22に高周波(負の高周波電力)を印加して、カソード電極22を放電させて、真空槽11内に導入されたArガスをプラズマ化し、Arイオン等のプラスイオンを生成させ、プラズマ空間が形成される。
また、加熱用電源17から温度制御部105、106への電流の供給を停止して、温度制御部105、106を冷却し、基板を成膜温度よりも低い温度に降温させ、その温度を保持させる。
[実験例]
以上説明した成膜装置10を用いて多層膜の成膜実験を行った結果を説明する。
[多層膜]
実験例において製膜実験を行った多層膜は、図9に示すように、基板1の一主面側に、導電層3と、誘電体層4とが順に重ねて配された多層膜である。
具体的には、最表面に熱酸化膜としてのSiO2層2が形成されたシリコン(Si)からなる基板1の一主面側に、白金(Pt)からなる導電層3、チタン酸ジルコン酸鉛[Pb(ZrxTi1−x)O3:PZT]からなる誘電体層4が順に配されている。
本例では、基板温度の条件を600−800[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を300[Ω]より高くして形成し、その試料をサンプル1と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を600−800[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を100−300[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル2と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を600−800[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を80−100[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル3と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を520−600[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を300[Ω]より高くして形成し、その試料をサンプル4と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を520−600[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を100−300[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル5と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を520−600[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を80−100[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル6と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を465−520[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を300[Ω]より高くして形成し、その試料をサンプル7と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を465−520[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を100−300[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル8と呼ぶ。
本例では、基板温度の条件を465−520[℃]、第一の支持部101側のインピーダンス値を80−100[Ω]に調整して形成し、その試料をサンプル9と呼ぶ。
インピーダンス調整値が100−300[Ω]に調整された条件において、基板温度の条件600−800[℃]では、膜質は一部不良(Y)であったが、内部応力は圧縮応力であった(サンプル5)。
インピーダンス調整値が100−300[Ω]に調整された条件において、基板温度の条件465−520[℃]では、良好な膜質(G)が得られ、内部応力は圧縮応力であった(サンプル8)。
また、図8(b)に示すように、サンプル8では、PZT膜の内部応力は−80〜−150Mpaで圧縮応力となり、疲労特性も1E10サイクル以上となり、サンプル7、サンプル1に比べて、長寿命の疲労特性を有することがわかった。
Claims (5)
- 基板の一主面側に、絶縁層と導電層が順に重ねて配された基体を用い、前記基体上に誘電体膜を形成する多層膜の成膜方法であって、
前記基板の一主面側に導電層を形成し、
前記基体を載置する支持体の接地電位に対するインピーダンスを100〜300[Ω]に調整しながら前記導電層を覆うように誘電体膜を形成し、前記誘電体膜を形成する際の基板温度をTd(dielectric)と定義したとき、465≦Td≦520[℃]を満たす、
ことを特徴とする多層膜の成膜方法。 - 前記インピーダンスは、コンデンサの静電容量を可変にすることにより調整する、
ことを特徴とする請求項1記載の多層膜の成膜方法。 - 基板の一主面側に絶縁層と導電層が順に重ねて配された基体を用い、前記基体上に誘電体膜を形成する成膜装置であって、
真空槽内に配置された、前記基体を載置する支持体に対して、電気的に接続されたインピーダンス調整機構を備えた、
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記インピーダンス調整機構は、静電容量が可変の可変コンデンサを含む回路である、
ことを特徴とする請求項3記載の成膜装置。 - 前記インピーダンス調整機構は、一方が直接接地電位に設定され、他方が前記支持体に接続されている、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の成膜装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044404A JP2019160964A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 多層膜の成膜方法及び成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044404A JP2019160964A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 多層膜の成膜方法及び成膜装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019160964A true JP2019160964A (ja) | 2019-09-19 |
Family
ID=67994114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018044404A Pending JP2019160964A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 多層膜の成膜方法及び成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019160964A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009057599A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Fujifilm Corp | スパッタ方法およびスパッタ装置 |
-
2018
- 2018-03-12 JP JP2018044404A patent/JP2019160964A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009057599A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Fujifilm Corp | スパッタ方法およびスパッタ装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015194458A1 (ja) | 多層膜の製造方法および多層膜 | |
US7772747B2 (en) | Process for producing a piezoelectric film, film forming apparatus, and piezoelectric film | |
KR101971771B1 (ko) | 다층막 및 다층막의 제조 방법 | |
JP2007123683A (ja) | 強誘電体薄膜の製造方法、強誘電体薄膜 | |
TWI791546B (zh) | 膜構造體及其製造方法 | |
EP1793416B1 (en) | Capacitor and method for manufacturing the same | |
TW201540524A (zh) | 多層膜之製造方法及多層膜 | |
JP2013161896A (ja) | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 | |
US20040051763A1 (en) | Piezoelectric thin film element, actuator, ink-jet head and ink-jet recording apparatus therefor | |
US9705070B2 (en) | Ferroelectric thin film, method of manufacturing same and method of manufacturing piezoelectric element | |
JP2006295142A (ja) | 圧電素子 | |
JP2019160964A (ja) | 多層膜の成膜方法及び成膜装置 | |
JP6410370B2 (ja) | 多層膜並びにその製造方法及びその製造装置 | |
JP7329354B2 (ja) | 多層構造体の製造方法及びその製造装置 | |
JP7143127B2 (ja) | 多層構造体並びにその製造方法及びその製造装置 | |
US8075105B2 (en) | Perovskite-type oxide film, piezoelectric thin-film device and liquid ejecting device using perovskite-type oxide film, as well as production process and evaluation method for perovskite-type oxide film | |
TWI760346B (zh) | 成膜裝置 | |
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 | |
JP2019151879A (ja) | 成膜装置 | |
JPH0757535A (ja) | 強誘電体薄膜製造方法 | |
JP2019151878A (ja) | 成膜装置 | |
JP2004356543A (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180402 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220405 |