JP6059875B2 - 圧電素子の製造方法 - Google Patents
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Description
上記レジストマスクを介して上記基板の一部を露出させるように上記第1の電極層がエッチングされる。
上記レジストマスクが、酸素系プラズマを用いたアッシングによって除去される。
上記第1の電極層の表面がエッチングによって除去される。
上記基板の一部と上記第1の電極層上とを被覆するように窒化アルミニウム層が形成される。
上記第1の電極層は、上記基板上に形成され、上記基板の一部が露出するようにパターン加工され、表面がエッチングされる。
上記窒化アルミニウム層は、上記基板の一部と上記第1の電極層とを被覆して形成される。
上記レジストマスクを介して上記基板の一部を露出させるように上記第1の電極層がエッチングされる。
上記レジストマスクが、酸素系プラズマを用いたアッシングによって除去される。
上記第1の電極層の表面がエッチングによって除去される。
上記基板の一部と上記第1の電極層上とを被覆するように窒化アルミニウム層が形成される。
第1の電極層としてこれらの金属を用いた場合は、その上に形成されるAlN層の結晶配向性が良好となり、圧電特性に優れたAlN層を形成することができる。
このような基板を用いることによって、第2の層上に形成されモリブデンからなる第1の電極層の結晶配向性を高めることが可能となる。
このような構造の圧電素子は、例えば、発電デバイス等への応用が可能となる。
上記第1の電極層は、上記基板上に形成され、上記基板の一部が露出するようにパターン加工され、表面がエッチングされる。
上記窒化アルミニウム層は、上記基板の一部と上記第1の電極層とを被覆して形成される。
図1は、本発明の一実施形態に係る圧電素子の構成を示す概略断面図である。圧電素子1は、基板2と、下部電極層(第1の電極層)5と、窒化アルミニウム(AlN)層6と、上部電極層(第2の電極層)7とを具備し、これらが積層された構造を有する。圧電素子1は、図示しない複数の素子領域を有する。これらの素子領域は個々に分離され、それぞれ別個の圧電素子として機能させることができる。
図2(A)は、下部電極層5Aの形成工程を示す概略断面図であり、基板2上に下部電極層5Aが形成された態様を示している。基板2は、ベース層3上に、シード層4が、例えば約10〜50nmの厚みで形成される。シード層4は、後述するAlN層6と同様のスパッタ法等を用いて形成することができる。
図2(B)は、レジストマスクの形成工程を示す概略断面図であり、下部電極層5A上にレジストマスク8が形成された態様を示している。下部電極層5A上には、図2(B)に示すようなレジストマスク8が形成される。レジストマスク8は、本実施形態において、感光性有機フォトレジストであり、ポジ型レジストでも、ネガ型レジストでもよい。レジストマスク8は、下部電極層5A上へのレジスト樹脂の塗布、露光、現像等の処理を経ることによって所定形状にパターン形成される。レジストマスク8の厚みは、後述の下部電極層のパターン加工工程の際にレジストマスクがオーバーエッチされない限り、特に制限されない。
図2(C)は、下部電極層のパターン加工工程を示す概略断面図である。この工程では、レジストマスク8を介して基板2の一部を露出させるように下部電極層5Aをエッチングする。この工程によって、下部電極層5Aが所定形状にパターン加工される。
図3(A)は、アッシングによるレジストマスクの除去工程を示す概略断面図である。この工程は、本実施形態において、酸素系ガスをマイクロ波によってプラズマ化した酸素系プラズマを用いて、例えば真空チャンバ内でアッシングを行う。酸素系ガスとしては、酸素(O2)と窒素(N2)の混合ガス等を用いることが可能である。アッシング条件としては、例えば本実施形態では、圧力は0.5Pa、酸素ガス導入量は2000sccm、窒素ガス導入量は480sccm、アンテナパワー(マイクロ波生成のための電力)は2000Wに設定することができる。上記条件の下、2分〜4分程度アッシングすることによりレジストマスク8が酸素系プラズマと反応し、除去される。なお、アッシング条件はレジストマスク8が除去されれば特に制限されない。
図3(B)は、下部電極層表面のエッチング工程を示す概略断面図である。この工程では、下部電極層5Aの表面に形成された酸化物層5Bを全面エッチバックによって除去し、下部電極層5を形成する。エッチング方法としては、本実施形態では、ICP(誘導結合型)プラズマエッチング法が採用される。
図3(C)は、窒化アルミニウム層の形成工程を示す概略断面図である。AlN層6は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法等で形成することが可能である。本実施形態においては反応性pulse-DCマグネトロンスパッタ法を採用し、例えば、アルミニウム(Al)ターゲットが配置された真空チャンバ内で、N2ガスとArガスの混合ガス等を導入することにより行われる。成膜条件は特に限られないが、例えば圧力は0.5Pa、ガス導入量は50sccm、DCパワーは6kW、バイアスパワーは100Wである。
上部電極層7は、例えばMoからなり、真空蒸着法、スパッタ法等を用いて、AlN層6上に例えば約50nmの厚みで形成される。上部電極層7の成膜条件等は特に限られず、例えば下部電極層5と同様の成膜方法及び条件で形成することができる。以上の各工程によって、圧電素子1が作製される。
2・・・基板
3・・・ベース層(第1の層)
4・・・シード層(第2の層)
5,5A・・・下部電極層(第1の電極層)
6・・・AlN層(窒化アルミニウム層)
7・・・上部電極層(第2の電極層)
8・・・レジストマスク
Claims (3)
- 基板上に形成されたモリブデンからなる第1の電極層上にレジストマスクを形成し、
前記レジストマスクを介して前記基板の一部を露出させるように前記第1の電極層をエッチングし、
前記レジストマスクを、酸素系プラズマを用いたアッシングによって除去し、
前記第1の電極層の表面をエッチングによって5nmより大きく20nm以下除去することで、前記第1の電極層の表面に形成された酸化物層を除去し、
前記基板の一部と前記第1の電極層上とを被覆するように窒化アルミニウム層を形成する
圧電素子の製造方法。 - 請求項1に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記基板は、第1の層と、前記第1の層上に形成された窒化アルミニウムの第2の層からなる
圧電素子の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の圧電素子の製造方法であって、さらに
前記窒化アルミニウム層上に、前記第1の電極層と対向するように第2の電極層を形成する
圧電素子の製造方法。
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