JP5553099B2 - 圧電体薄膜付き基板の製造方法、及び圧電体薄膜素子の製造方法 - Google Patents
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本発明の一実施の形態によれば、基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に、組成式(K1−xNax)NbO3で表されるアルカリニオブ酸化物系ペロブスカイト構造の圧電体薄膜(以下、KNN薄膜と記載する)を形成する工程と、前記圧電体薄膜上に有機レジストマスクを形成し、フッ酸と、塩酸又は硫酸とを含むエッチング液を用いて前記圧電体薄膜にウェットエッチングを施す工程と、を含む圧電体薄膜付き基板の製造方法が提供される。ここで、フッ酸、塩酸、硫酸とは、例えば、それぞれ電子工業用の濃度49質量%のフッ酸水溶液、濃度36質量%の塩酸水溶液、濃度96質量%の硫酸水溶液のことである。
上記実施の形態によれば、安価に形成することができる有機レジストマスクを用い、フッ酸と、塩酸又は硫酸とを含むエッチング液を使用することで、実用的な速度でKNN薄膜をエッチングすることができる。
濃度49質量%の50mlのフッ酸と、濃度36質量%の110.4mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。実施例1のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、20質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の50mlのフッ酸と、濃度36質量%の73.1mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。実施例2のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、25質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度36質量%の96.4mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。実施例3のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、30質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度96質量%の60mlの硫酸と、68.4mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。実施例4のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、30質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の10mlのフッ酸と、濃度36質量%の134mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例1のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、5質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の25mlのフッ酸と、濃度36質量%の148.5mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例2のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、10質量%である。レジスト耐性は良好であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度36質量%の61mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例3のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、35質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度36質量%の34.3mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例4のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、40質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度36質量%の13.5mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例5のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、45質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度36質量%の6.5mlの塩酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例6のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、47質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度96質量%の60mlの硫酸と、41.6mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例7のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、35質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度96質量%の60mlの硫酸と、21.46mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例8のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、40質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度96質量%の60mlの硫酸と、5.8mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例9のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、45質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、濃度96質量%の60mlの硫酸とを含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例10のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、47.2質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、14.54mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例11のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、43.5質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸と、4.9mlの水を含むエッチング液を室温(25℃)で用いた。比較例12のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、47質量%である。レジスト耐性は不良であった。
濃度49質量%の100mlのフッ酸を希釈せずにエッチング液として室温(25℃)で用いた。比較例13のエッチング液におけるフッ酸の相対濃度C ’HF(aq)は、49質量%である。レジスト耐性は不良であった。
2 圧電体薄膜素子
10 基板
11 下部電極
12 圧電体薄膜
14 有機レジストマスク
15 上部電極
Claims (9)
- 基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に、組成式(K1−xNax)NbO3 (0.4≦x≦0.730)で表されるアルカリニオブ酸化物系ペロブスカイト構造の圧電体薄膜を形成する工程と、
前記圧電体薄膜上に有機レジストマスクを形成し、フッ酸と、塩酸又は硫酸とを含むエッチング液を用いて前記圧電体薄膜にウェットエッチングを施す工程と、
を含み、
前記エッチング液における、フッ化水素と水の質量の合計に対するフッ化水素の質量の割合は15質量%以上35質量%未満である、
圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に、組成式(K 1−x Na x )NbO 3 (0.4≦x≦0.730)で表されるアルカリニオブ酸化物系ペロブスカイト構造の圧電体薄膜を形成する工程と、
前記圧電体薄膜上に有機レジストマスクを形成し、フッ酸と、塩酸又は硫酸とを含むエッチング液を用いて前記圧電体薄膜にウェットエッチングを施す工程と、
を含み、
前記フッ酸、塩酸及び前記硫酸の濃度は、それぞれ49質量%、36質量%及び96質量%であり、
前記エッチング液は、体積が前記フッ酸の1倍以上6倍以下の前記塩酸又は合計の体積が前記フッ酸の1倍以上6倍以下の前記硫酸と水で前記フッ酸を希釈することにより得られる、
圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に、組成式(K 1−x Na x )NbO 3 (0.4≦x≦0.730)で表されるアルカリニオブ酸化物系ペロブスカイト構造の圧電体薄膜を形成する工程と、
前記圧電体薄膜上に有機レジストマスクを形成し、フッ酸と、硫酸とを含むエッチング液を用いて前記圧電体薄膜にウェットエッチングを施す工程と、
を含む圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 前記エッチング液は、フッ酸を硫酸及び水で希釈したものである、
請求項3に記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 前記有機レジストマスクはアクリル系有機化合物を主成分とする、
請求項1〜4のいずれかに記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 前記下部電極はPtからなる、
請求項1〜5のいずれかに記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 前記圧電体薄膜の結晶系は擬立方晶であり、
前記圧電体薄膜の結晶軸が(001)面方向に優先配向するように形成される、
請求項1〜6のいずれかに記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 前記基板は、表面に酸化膜を有するSi基板である、
請求項1〜7のいずれかに記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の圧電体薄膜付き基板の製造方法によって、前記圧電体
薄膜に前記ウェットエッチングを施した後、
前記圧電体薄膜上に上部電極を形成する、
圧電体薄膜素子の製造方法。
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