JPH04182393A - 機能性薄膜デバイス用基板 - Google Patents
機能性薄膜デバイス用基板Info
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- JPH04182393A JPH04182393A JP2304154A JP30415490A JPH04182393A JP H04182393 A JPH04182393 A JP H04182393A JP 2304154 A JP2304154 A JP 2304154A JP 30415490 A JP30415490 A JP 30415490A JP H04182393 A JPH04182393 A JP H04182393A
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Landscapes
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野」
本発明は強誘電体材料を用いた機能性薄膜デバイス用基
板に関する。
板に関する。
［従来の技術Ｉ
ＢａｔｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３，ＰｂＴｉ０ 、 ＰｂＺ
ｒＯ３，ＬｉＮｂＯ３、Ｂｒ、、 ＴＩ３０１２、必る
いはこれらの固溶体からなる強誘電体酸化物何科は、］
ンデン４ノー、圧電素子、電気光学素子等の種々の機能
性デバイスに応用されている。近年、デバイスの小型化
、高集積化の要請に対応するために、これらの何科の薄
膜化の試みかなされ、不揮発性メモリー、焦電型赤外線
レン丈−１超音波センサー、光スイッチなどの薄膜デバ
イスか試作されている。
ｒＯ３，ＬｉＮｂＯ３、Ｂｒ、、 ＴＩ３０１２、必る
いはこれらの固溶体からなる強誘電体酸化物何科は、］
ンデン４ノー、圧電素子、電気光学素子等の種々の機能
性デバイスに応用されている。近年、デバイスの小型化
、高集積化の要請に対応するために、これらの何科の薄
膜化の試みかなされ、不揮発性メモリー、焦電型赤外線
レン丈−１超音波センサー、光スイッチなどの薄膜デバ
イスか試作されている。
これらの強誘電体材料を用いたデバイスにおいて、最適
なデバイス特性及びその再現性を確保するためには単結
晶を用いることか望ましい。多結晶体では、粒界による
物理量の攪乱のために、良好なデバイス特性を得ること
か難しい。このことは薄膜デバイスにａ３いても同じで
あり、できるだ（プ完全な単結晶に近い強誘電体エピタ
キシ髪・ル膜が望まれる。また、薄膜の特性を効果的に
使用するには強誘電体膜を電極で挾んだ構造か必要であ
る。電極上に強誘電体膜をエピタキシ（・ル成長させた
例として、シリコン単結晶上にＨＱＡρ２０４の絶縁体
エピタキシ（・ル膜が形成され、その上にｐｔエピタキ
シャル膜が形成され、その上に強誘電体エピタキシャル
膜が形成された構造の誘電体薄膜デバイス用基板が、特
願昭６１−１９９２４４号に開示されている。
なデバイス特性及びその再現性を確保するためには単結
晶を用いることか望ましい。多結晶体では、粒界による
物理量の攪乱のために、良好なデバイス特性を得ること
か難しい。このことは薄膜デバイスにａ３いても同じで
あり、できるだ（プ完全な単結晶に近い強誘電体エピタ
キシ髪・ル膜が望まれる。また、薄膜の特性を効果的に
使用するには強誘電体膜を電極で挾んだ構造か必要であ
る。電極上に強誘電体膜をエピタキシ（・ル成長させた
例として、シリコン単結晶上にＨＱＡρ２０４の絶縁体
エピタキシ（・ル膜が形成され、その上にｐｔエピタキ
シャル膜が形成され、その上に強誘電体エピタキシャル
膜が形成された構造の誘電体薄膜デバイス用基板が、特
願昭６１−１９９２４４号に開示されている。
［発明が解決しようとする課題］
電気光学効果を利用した光スイッチは、強誘電体薄膜の
応用において特に期待されているデバイスである。前記
の特願昭６１−１９９２４４号で示されたデバイス用基
板を用いて導波路型光スイッチを作製Ｊる場合、強誘電
体膜がＰ１七に形成されているために光は強誘電体膜中
を導波しない。
応用において特に期待されているデバイスである。前記
の特願昭６１−１９９２４４号で示されたデバイス用基
板を用いて導波路型光スイッチを作製Ｊる場合、強誘電
体膜がＰ１七に形成されているために光は強誘電体膜中
を導波しない。
本発明はこの問題を解決し、導波路型光スイッチの作製
も可能な、従来Ｊ、すし高い機能性を有刃る薄膜デバイ
ス用基板を提供覆ることを目的と−（Ｊる。
も可能な、従来Ｊ、すし高い機能性を有刃る薄膜デバイ
ス用基板を提供覆ることを目的と−（Ｊる。
［課題を解決づ−るための手段］
本発明は、シリコン甲結晶基板十に絶縁体−「ビタキシ
ψル膜を介して導電′１４酸化物のタ’ｌ−ピタキシャ
ル膜が形成され、その十に強誘電体エピタキシャル膜が
形成された＠造を右づることを特徴とＪる機能性薄膜デ
バイス用基板である。
ψル膜を介して導電′１４酸化物のタ’ｌ−ピタキシャ
ル膜が形成され、その十に強誘電体エピタキシャル膜が
形成された＠造を右づることを特徴とＪる機能性薄膜デ
バイス用基板である。
本発明において、絶縁体エピタキシャル膜は、マグネシ
ウムアルミネ−１〜・スピネル（ＭｇＡ〃２０４）膜、
あるいは該スピネル膜とその十に形成された酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）膜であることを好適とし、導電性酸化
物エピタキシ（・ル膜は、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）
膜、酸化オスミウム（ＯｓＯ２）膜、酸化イリジウム（
Ｉｒｅ、 ）膜および酸化レニウム（ＲｅＯ３）膜の中
から選ばれるものであることを好適とし、強誘電体エピ
タキシャル膜は、化学式％式％ Ｌｉの一種以上を含み、ＢとしてＩｉ、 ７ｒ、 Ｎｂ
、 Ｔａの一種以上を含む固溶体、あるいはＢ！４Ｔ！
３０１２であることを好適とする。
ウムアルミネ−１〜・スピネル（ＭｇＡ〃２０４）膜、
あるいは該スピネル膜とその十に形成された酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）膜であることを好適とし、導電性酸化
物エピタキシ（・ル膜は、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）
膜、酸化オスミウム（ＯｓＯ２）膜、酸化イリジウム（
Ｉｒｅ、 ）膜および酸化レニウム（ＲｅＯ３）膜の中
から選ばれるものであることを好適とし、強誘電体エピ
タキシャル膜は、化学式％式％ Ｌｉの一種以上を含み、ＢとしてＩｉ、 ７ｒ、 Ｎｂ
、 Ｔａの一種以上を含む固溶体、あるいはＢ！４Ｔ！
３０１２であることを好適とする。
［作用］
このような手段を備えた本発明では、強誘電体エピタキ
シャル膜が、該強誘電体膜よりも低い屈折率を有する誘
電性酸化物エピタキシャル膜上に形成されているので、
光の導波条件を満たしている。
シャル膜が、該強誘電体膜よりも低い屈折率を有する誘
電性酸化物エピタキシャル膜上に形成されているので、
光の導波条件を満たしている。
従って、本発明の薄膜デバイス用基板は導波路型光スイ
ッチの作製にも利用することができ、機能性の高いもの
で必る。
ッチの作製にも利用することができ、機能性の高いもの
で必る。
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
実施例１
第１図は本発明の一実施例の断面図で、シリコン基板１
の表面に絶縁層とじてＨｇＡ、ｌｌ ２０４膜２とト＋
ｇｏ膜３が形成され、ＭｑＯ膜十に導電性酸化物膜４か
形成され、導電性酸化物膜上に強誘電体膜５か形成され
−Ｃいる。
の表面に絶縁層とじてＨｇＡ、ｌｌ ２０４膜２とト＋
ｇｏ膜３が形成され、ＭｑＯ膜十に導電性酸化物膜４か
形成され、導電性酸化物膜上に強誘電体膜５か形成され
−Ｃいる。
このように構成された機能性薄１ジデバイス用基板の製
造方法について以下に述べる。
造方法について以下に述べる。
面方位か（１００）のシリコン単結晶基板１上に気相成
長法でＭＯＡ、０２０４２と＋ｇｏ ３を順次エピタキ
シャル成長し、その」−に酸化ルテニウム４ｆどの導電
性酸化物膜４及び強誘電体膜５をスパッタ法にて作製し
た。
長法でＭＯＡ、０２０４２と＋ｇｏ ３を順次エピタキ
シャル成長し、その」−に酸化ルテニウム４ｆどの導電
性酸化物膜４及び強誘電体膜５をスパッタ法にて作製し
た。
Ｈ（ｌＩＡ、Ｑ ２０４とＨｇＯの気相成長は本出願人
が既に提案（特願昭５７−１３６０５１号）している方
法で成長した。膜厚は１１ｇへ、ａ ２０４を（）、２
μｍ、ト１ｇｏを０．２μｍとした。即ら反応カスとし
てＭｇＣ，Ｑ ２． Ａ、Ｑに［ＩＣ９ガスを反応さ
せて生成した八β Ｃ，Ｑ ３． Ｃｏ２． ＩＩ２
ノゴスを用い、キャリアガ＝ ６ − スとりて１１１２ガスを用いた。所定の時間Ｍ（］Ａ、
Ｑ ２０４を成長した後、ｌｌｃ、ｆ）ガスの供給を止
めることによって連続的に）Ｉｇｏを成長した。成長温
度【Ｊ。
が既に提案（特願昭５７−１３６０５１号）している方
法で成長した。膜厚は１１ｇへ、ａ ２０４を（）、２
μｍ、ト１ｇｏを０．２μｍとした。即ら反応カスとし
てＭｇＣ，Ｑ ２． Ａ、Ｑに［ＩＣ９ガスを反応さ
せて生成した八β Ｃ，Ｑ ３． Ｃｏ２． ＩＩ２
ノゴスを用い、キャリアガ＝ ６ − スとりて１１１２ガスを用いた。所定の時間Ｍ（］Ａ、
Ｑ ２０４を成長した後、ｌｌｃ、ｆ）ガスの供給を止
めることによって連続的に）Ｉｇｏを成長した。成長温
度【Ｊ。
９００°Ｃで行った。Ｘ線回折及び電子線回折て（１０
０）７’ｊイ立のＮｏ／ｕ！ ２０ 、及び゛１イｑＯ
か下ピタキシャル成長していることを確認した。
０）７’ｊイ立のＮｏ／ｕ！ ２０ 、及び゛１イｑＯ
か下ピタキシャル成長していることを確認した。
導電性酸化物膜としては酸化ルテニウムを用い、反応性
スパッタリング法で、１μｍの膜厚のものを作製した。
スパッタリング法で、１μｍの膜厚のものを作製した。
ルテニウムのメタルターゲットを用い、酊−０２混合カ
ス中で、基板湿度６００ ’Ｃで行った。これら導電性
酸化物膜のシー１〜抵抗は５〜２０Ω、７口、屈折率は
１．７〜１．９ （波長６３３ｎｍ ）であった。強
誘電体膜とじてはＰＺ丁膜を用い、ｐｂ（７ｒｘ、丁Ｉ
Ｖ ）０３の（Ｘ、／’Ｖ ）−（５２／４８）組成に
５ｗｔ％のＰｂＯを加えた粉末をターゲラ１〜に用いて
、スパッタ法で作製した。この場合も、Ａｒ−０２混合
ガス中で、基板湿度６００°Ｃで行った。ＰＺｒ膜の屈
折率は２．３ｔ”あった。酸化ルテニウムの導電性酸化
物膜及びＰＺＴ誘電体膜が（１００）方位にエピタキシ
（・ル成長していることをＸ線回折及び電′ｆ紛（回折
て餌゛認じた、。
ス中で、基板湿度６００ ’Ｃで行った。これら導電性
酸化物膜のシー１〜抵抗は５〜２０Ω、７口、屈折率は
１．７〜１．９ （波長６３３ｎｍ ）であった。強
誘電体膜とじてはＰＺ丁膜を用い、ｐｂ（７ｒｘ、丁Ｉ
Ｖ ）０３の（Ｘ、／’Ｖ ）−（５２／４８）組成に
５ｗｔ％のＰｂＯを加えた粉末をターゲラ１〜に用いて
、スパッタ法で作製した。この場合も、Ａｒ−０２混合
ガス中で、基板湿度６００°Ｃで行った。ＰＺｒ膜の屈
折率は２．３ｔ”あった。酸化ルテニウムの導電性酸化
物膜及びＰＺＴ誘電体膜が（１００）方位にエピタキシ
（・ル成長していることをＸ線回折及び電′ｆ紛（回折
て餌゛認じた、。
実施例２
強誘電体膜ａ３よびう９電′ｌ’ｌ酸化物膜どし−（表
−′１記載のものを用い、実施例１と同じＴ稈−η゛第
］図の構造の／ｉ９膜デ゛バイス用阜仮を作製し、ｙ刀
ス゛ムカツプラー法を用い−（膜のう９波損失を調べた
１、いりれの強誘電体膜も屈］バキか２．０〜？、４と
、導電性酸化物膜の１ｈ（折率よりも人きく、光の導波
条（４を満たし−Ｃいた。まり、ル′Ｊルブ′リス゛ム
を用いて波長１．０６μｍの買Ｇレーリ゛′光を強誘電
体膜中に呑波させた。次に別のルブルプリズムを用い−
（導波光を膜外に取り出して、その弾痕を］７１１〜・
ディテクタによって測’ｊ１１ Ｌ／た。２Ｓまたつの
プリズムの距離を変えて測定し、強誘電体膜の脅波損失
を算出して表−１にまとめた。強誘電体膜の導波損失は
、い覆れの導電性酸化物膜に対しで−し、１ｄＢ／ｃ〃
＋以上であり、十分な特性か得られた。
−′１記載のものを用い、実施例１と同じＴ稈−η゛第
］図の構造の／ｉ９膜デ゛バイス用阜仮を作製し、ｙ刀
ス゛ムカツプラー法を用い−（膜のう９波損失を調べた
１、いりれの強誘電体膜も屈］バキか２．０〜？、４と
、導電性酸化物膜の１ｈ（折率よりも人きく、光の導波
条（４を満たし−Ｃいた。まり、ル′Ｊルブ′リス゛ム
を用いて波長１．０６μｍの買Ｇレーリ゛′光を強誘電
体膜中に呑波させた。次に別のルブルプリズムを用い−
（導波光を膜外に取り出して、その弾痕を］７１１〜・
ディテクタによって測’ｊ１１ Ｌ／た。２Ｓまたつの
プリズムの距離を変えて測定し、強誘電体膜の脅波損失
を算出して表−１にまとめた。強誘電体膜の導波損失は
、い覆れの導電性酸化物膜に対しで−し、１ｄＢ／ｃ〃
＋以上であり、十分な特性か得られた。
（以下余白）
表−１
［発明の効果］
このように、本発明によれば、シリコン基板上に強誘電
体エピタキシャル膜を用いた導波路型光スイッチの作製
が可能となった。また、従来と同じく、不揮発性メモリ
ー、赤外線センサー、超音波センサー等の機能素子を作
製することかできるのはいうまでもない。
体エピタキシャル膜を用いた導波路型光スイッチの作製
が可能となった。また、従来と同じく、不揮発性メモリ
ー、赤外線センサー、超音波センサー等の機能素子を作
製することかできるのはいうまでもない。
−９＝
第１図（３］１本発明の一実施例の概略断面図てあろ３
゜′１・・・シリコン基板 ２・・・ ト１ｇへ、０２０４ 膜 ３・・・１・ＩｇＯ膜 ４・・・導電性酸化物膜 ５・・・強誘電体膜
゜′１・・・シリコン基板 ２・・・ ト１ｇへ、０２０４ 膜 ３・・・１・ＩｇＯ膜 ４・・・導電性酸化物膜 ５・・・強誘電体膜
Claims (4)
- （１）シリコン単結晶基板上に絶縁体エピタキシャル膜
を介して導電性酸化物のエピタキシャル膜が形成され、
その上に強誘電体エピタキシャル膜が形成された構造を
有することを特徴とする機能性薄膜デバイス用基板。 - （２）絶縁体エピタキシャル膜が、マグネシウムアルミ
ネート・スピネル（ＭｇＡｌ＿２Ｏ＿４）膜、あるいは
該スピネル膜とその上に形成された酸化マグネシウム（
ＭｇＯ）膜である請求項１記載の機能性薄膜デバイス用
基板。 - （３）導電性酸化物エピタキシャル膜が、酸化ルテニウ
ム（ＲｕＯ＿２）膜、酸化オスミウム（ＯｓＯ＿２）膜
、酸化イリジウム（ＩｒＯ＿２）膜および酸化レニウム
（ＲｅＯ＿３）膜の中から選ばれる請求項１記載の機能
性薄膜デバイス用基板。 - （４）強誘電体エピタキシャル膜が、化学式がＡＢＯ＿
３で表され、ＡとしてＰｂ，Ｌａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｌｉの
一種以上を含み、ＢとしてＴｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの一
種以上を含む固溶体、あるいはＢｉ＿４Ｔｉ＿３Ｏ＿１
＿２である請求項１記載の機能性薄膜デバイス用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304154A JPH0688875B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 機能性薄膜デバイス用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304154A JPH0688875B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 機能性薄膜デバイス用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182393A true JPH04182393A (ja) | 1992-06-29 |
| JPH0688875B2 JPH0688875B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=17929708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2304154A Expired - Fee Related JPH0688875B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 機能性薄膜デバイス用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688875B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650362A (en) * | 1993-11-04 | 1997-07-22 | Fuji Xerox Co. | Oriented conductive film and process for preparing the same |
| WO2004068235A1 (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Fujitsu Limited | 光偏向素子およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2304154A patent/JPH0688875B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650362A (en) * | 1993-11-04 | 1997-07-22 | Fuji Xerox Co. | Oriented conductive film and process for preparing the same |
| US5656382A (en) * | 1993-11-04 | 1997-08-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Oriented conductive film and process for preparing the same |
| WO2004068235A1 (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Fujitsu Limited | 光偏向素子およびその製造方法 |
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