JP4396860B2 - 圧電体層の製造方法 - Google Patents
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Description
基体の上方に、ニオブ酸カリウムナトリウムからなる圧電体層の材料層を形成する工程と、
水蒸気および酸素ガスを含む原料ガスを酸化性ガス製造部に導入する工程と、
前記酸化性ガス製造部内のガスを加熱して、酸化炉内に供給し、前記材料層を酸化させる工程と、を含む。
前記材料層を形成する工程は、
前記基体の上方に、前記圧電体層の原料溶液を含む溶液を塗布する工程と、
塗布された前記溶液に対して熱処理を行う工程と、を含むことができる。
前記酸化性ガス製造部は、
第1ガス室部と、
前記第1ガス室部に連結された複数の連通管と、
複数の前記連通管に連結された第2ガス室部と、
前記第2ガス室部に連結され、前記酸化炉内に前記ガスを供給する供給部と、を少なくとも含むことができる。
前記酸化性ガス製造部内の前記ガスを前記酸化炉内に供給する工程は、
前記ガスを前記第1ガス室部に供給する第1工程と、
前記ガスを複数の前記連通管を介して、前記第2ガス室部に供給する第2工程と、を含むことができる。
前記材料層を酸化させる工程における前記基体の温度は、200℃以上500℃以下であることができる。
前記材料層を酸化させる工程における前記基体の温度は、200℃以上300℃以下であることができる。
前記酸化炉内に供給されるガス中の水分子は、非クラスター状態であることができる。
図1、図3および図6は、本実施形態に係るニオブ酸カリウムナトリウムからなる圧電体層を有する積層体10の製造方法の一例を模式的に示す図である。図2は、圧電体層を形成するための装置100を模式的に示す図である。
2.1.実施例1
カリウムエトキシド、ナトリウムエトキシドおよびニオブエトキシドを、K:Na:Nb=0.5:0.6:1.0のモル比で混合し、この混合液をブチルセロソルブ中で還流し、トリプルアルコキシド溶液を調整した。さらに、この溶液の安定化剤としてジエタノールアミンを添加した。このようにして前駆体溶液を調整した。なお、ジエタノールアミンの代わりに酢酸を用いることもできる。この前駆体溶液を、(100)配向のSTO(SrTiO3)単結晶基板(基体1)上にスピンコート法により塗布して材料層2を形成し、積層体10を得た。次に、ホットプレート上に積層体10を載置して材料層2を乾燥し、さらに仮焼成した。その後、図2に示す圧電体層製造装置100の酸化炉20内の基体搭載部12に積層体10を載置し、150℃で水蒸気酸化を行い、さらに500℃にてラピッドサーマルアニール処理を行い、材料層2を結晶化して膜厚約0.5μmの圧電体層3を形成した。
Claims (5)
- 基体の上方に、ニオブ酸カリウムナトリウムからなる圧電体層を形成するための材料層を形成する工程と、
水蒸気および酸素ガスを含む原料ガスを酸化性ガス製造部に導入する工程と、
前記酸化性ガス製造部内のガスを加熱して、酸化炉内に供給し、前記材料層を酸化させる工程と、を含み、
前記酸化性ガス製造部は、
供給部と、複数のガス室部と、複数の連通管と、導入部と、加熱部と、を含み、
複数の前記ガス室部は、前記供給部の上方に間隔を空けて、上下方向に配置されており、
複数の前記連通管は、複数の前記ガス室部のそれぞれを連結しており、
前記導入部は、複数の前記ガス室部のうち最上段のガス室に連結され、
前記供給部は、複数の前記ガス室部のうち最下段のガス室に連結され、前記酸化炉内に前記ガスを供給し、
前記加熱部は、複数の前記ガス室部および複数の前記連通管を加熱する、圧電体層の製造方法。 - 請求項1において、
前記材料層を形成する工程は、
前記基体の上方に、前記圧電体層の原料溶液を含む溶液を塗布する工程と、
塗布された前記溶液に対して熱処理を行う工程と、を含む、圧電体層の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記酸化性ガス製造部内の前記ガスを前記酸化炉内に供給する工程は、
複数の前記連通管を介して、前記最上段のガス室から前記最下段のガス室まで、前記ガスを供給する工程を含む、圧電体層の製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記酸化炉内に供給されるガス中の水分子は、非クラスター状態である、圧電体層の製造方法。 - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記ガス室に対して上下に隣り合う複数の前記連通管は、平面視において、位置をずらして配置されている、圧電体層の製造方法。
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