JPH05121323A - 電子機能素子用基板 - Google Patents
電子機能素子用基板Info
- Publication number
- JPH05121323A JPH05121323A JP28121891A JP28121891A JPH05121323A JP H05121323 A JPH05121323 A JP H05121323A JP 28121891 A JP28121891 A JP 28121891A JP 28121891 A JP28121891 A JP 28121891A JP H05121323 A JPH05121323 A JP H05121323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- thin film
- warpage
- thin films
- single crystal
- 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.)
- Withdrawn
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 目的とする特性、物性を損なわず平面性の高
い薄膜を有する電子機能素子用基板を得ることにある。 【構成】 本発明は、両面に薄膜を有する基板を提供す
ることで平面性の高い薄膜を有する基板を得るものであ
る。 【効果】 反りなどの少ない平面性の高い基板を得るこ
とが可能となり、薄膜成長後の研磨等の表面処理、リソ
グラフィー等が容易となり均質性の高い電子機能素子の
作成が可能となる。
い薄膜を有する電子機能素子用基板を得ることにある。 【構成】 本発明は、両面に薄膜を有する基板を提供す
ることで平面性の高い薄膜を有する基板を得るものであ
る。 【効果】 反りなどの少ない平面性の高い基板を得るこ
とが可能となり、薄膜成長後の研磨等の表面処理、リソ
グラフィー等が容易となり均質性の高い電子機能素子の
作成が可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子機能素子用基板に関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年薄膜は、発光素子、受光素子、ホー
ル素子、電力増幅素子、電気光学素子、表面弾性波素子
等の電子部品をはじめとする広い分野で応用されてい
る。その薄膜の組成も半導体としてGaAs、InA
s、InSb、ZnSe,ZnS、GaN、InN、S
iCなどが用いられ、誘電体材料としてはZnO、Al
N、LiNbO3 、LiTaO3 、Pb(TiZr)O
3 (以下、PZTと略する。)、(PbLa)(TiZ
r)O3 (以下、PLZTと略する。)、BaTi
O 3 、PbTiO3 、SrTiO3 等が用いられ、導電
体材料としてはPt、Al等が用いられることが報告が
されている。またその薄膜の合成法も多岐にわたり報告
されている。単結晶基板への薄膜の成膜方法としてスパ
ッター法、Molecular Beam Epita
xy法(以下MBE法)、ChemicalVapor
Deposition法(以下CVD法)、有機金属
CVD法(以下MOCVD法)などがあり種々の単結晶
基板への成長が報告されている。例えば、表面弾性波素
子においては、スパッター法によりZnO薄膜を、ある
いはCVD法によりAlN薄膜をサファイア基板上に成
膜させた単結晶薄膜を用い、その膜厚により特性を制御
することが報告されてきている。
ル素子、電力増幅素子、電気光学素子、表面弾性波素子
等の電子部品をはじめとする広い分野で応用されてい
る。その薄膜の組成も半導体としてGaAs、InA
s、InSb、ZnSe,ZnS、GaN、InN、S
iCなどが用いられ、誘電体材料としてはZnO、Al
N、LiNbO3 、LiTaO3 、Pb(TiZr)O
3 (以下、PZTと略する。)、(PbLa)(TiZ
r)O3 (以下、PLZTと略する。)、BaTi
O 3 、PbTiO3 、SrTiO3 等が用いられ、導電
体材料としてはPt、Al等が用いられることが報告が
されている。またその薄膜の合成法も多岐にわたり報告
されている。単結晶基板への薄膜の成膜方法としてスパ
ッター法、Molecular Beam Epita
xy法(以下MBE法)、ChemicalVapor
Deposition法(以下CVD法)、有機金属
CVD法(以下MOCVD法)などがあり種々の単結晶
基板への成長が報告されている。例えば、表面弾性波素
子においては、スパッター法によりZnO薄膜を、ある
いはCVD法によりAlN薄膜をサファイア基板上に成
膜させた単結晶薄膜を用い、その膜厚により特性を制御
することが報告されてきている。
【0003】単結晶基板上に薄膜を成長させることに関
して、ヘテロエピタキシーにおける結晶性の改善につい
ては、単結晶基板と薄膜との間にアモルファス層をもう
け、結晶性の改善を図る(特開平2ー153896号公
報)、単結晶基板の表面を処理することにより、成長単
結晶層の結晶性を改善する〔Jpn.J.Appl.P
hys.,27,L161(1988)〕などの報告は
ある。
して、ヘテロエピタキシーにおける結晶性の改善につい
ては、単結晶基板と薄膜との間にアモルファス層をもう
け、結晶性の改善を図る(特開平2ー153896号公
報)、単結晶基板の表面を処理することにより、成長単
結晶層の結晶性を改善する〔Jpn.J.Appl.P
hys.,27,L161(1988)〕などの報告は
ある。
【0004】これらヘテロエピタキシャル成長膜の一般
的な問題点として、基板と薄膜の格子定数、あるいは熱
膨張係数のミスマッチによって基板に反りが生じ平面度
が損なわれるということが挙げられていた。この反りは
基板の後加工工程、例えば薄膜の表面研磨等の表面処理
あるいは電極形成の為のリソグラフィープロセスにおい
て問題となり均一な特性を有する素子の製造において大
きな弊害となっていた。
的な問題点として、基板と薄膜の格子定数、あるいは熱
膨張係数のミスマッチによって基板に反りが生じ平面度
が損なわれるということが挙げられていた。この反りは
基板の後加工工程、例えば薄膜の表面研磨等の表面処理
あるいは電極形成の為のリソグラフィープロセスにおい
て問題となり均一な特性を有する素子の製造において大
きな弊害となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は平面度の高
い、反りの生じない、薄膜を有する基板を提供すること
を目的とする。
い、反りの生じない、薄膜を有する基板を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は基板上に第1の薄膜を有し、第1の薄膜を有
する該基板の裏面に第2の薄膜を有することを特徴とす
る電子機能素子用基板を提供するものである。以下に詳
細に述べる。この基板に生じる反りは、基板と薄膜との
格子定数、あるいは熱膨張係数のミスマッチによって生
じるものと考えられる。本発明では、この反りを、基板
の表裏両面に薄膜を成長させることによって解消した基
板を提供することで、従来の技術の上記問題点を解決す
るものである。
に本発明は基板上に第1の薄膜を有し、第1の薄膜を有
する該基板の裏面に第2の薄膜を有することを特徴とす
る電子機能素子用基板を提供するものである。以下に詳
細に述べる。この基板に生じる反りは、基板と薄膜との
格子定数、あるいは熱膨張係数のミスマッチによって生
じるものと考えられる。本発明では、この反りを、基板
の表裏両面に薄膜を成長させることによって解消した基
板を提供することで、従来の技術の上記問題点を解決す
るものである。
【0007】本発明において用いられる基板材料は特に
限定されるものではなく、平滑であり鏡面研磨されたも
のであり、薄膜成長の雰囲気に耐える材料であれば何で
も良い。例えば、ガラス基板、石英基板、ステンレス基
板等が用いられる。更に本発明の効果が顕著に現われる
のは、単結晶基板、例えば、Si単結晶、サファイア基
板、GaAs単結晶、LiNbO3 単結晶、LiTaO
3 単結晶、SrTiO 3 単結晶、MgO単結晶、LiF
単結晶等を用いる場合である。なぜならばアモルファス
材料基板、多結晶基板上に成長させた配向膜より単結晶
基板上に成長させたエピタキシァル膜の方が格子定数の
ミスマッチにより、より大きな反りが生じる可能性があ
るためである。
限定されるものではなく、平滑であり鏡面研磨されたも
のであり、薄膜成長の雰囲気に耐える材料であれば何で
も良い。例えば、ガラス基板、石英基板、ステンレス基
板等が用いられる。更に本発明の効果が顕著に現われる
のは、単結晶基板、例えば、Si単結晶、サファイア基
板、GaAs単結晶、LiNbO3 単結晶、LiTaO
3 単結晶、SrTiO 3 単結晶、MgO単結晶、LiF
単結晶等を用いる場合である。なぜならばアモルファス
材料基板、多結晶基板上に成長させた配向膜より単結晶
基板上に成長させたエピタキシァル膜の方が格子定数の
ミスマッチにより、より大きな反りが生じる可能性があ
るためである。
【0008】また、基板上に成長させる薄膜材料は特に
限定されるものではなく、常温において凝縮相と成り得
るものであれば何でも良い。例えば、半導体材料であれ
ばGaAs、InAs、InSb、GaN、InN等あ
るいはその3元系、4元系のIII −V属化合物半導体、
ZnSe、ZnS等あるいはその3元系、4元系のII−
VI属化合物半導体、SiC、SiGe等あるいはその3
元系、4元系のIV−IV属化合物半導体等であり、またこ
れらのアモルファス物質でも良い。また、誘電体材料で
あればZnO、AlN等ウルツァイト型結晶構造の物
質、PZT,PLZT、PbTiO3 、BaTiO3 、
SrTiO3 等ペロブスカイト型結晶構造の物質、Li
NbO3 、LiTaO3 等イルメナイト型結晶構造の物
質、Al2 O3 等コランダム型結晶構造の物質等があ
り、またこれらのアモルファス物質でも良い。導電体材
料であればPt,Al、Cr、Au、Pd、Ti、W等
であり、またこれらの合金であっても良い。
限定されるものではなく、常温において凝縮相と成り得
るものであれば何でも良い。例えば、半導体材料であれ
ばGaAs、InAs、InSb、GaN、InN等あ
るいはその3元系、4元系のIII −V属化合物半導体、
ZnSe、ZnS等あるいはその3元系、4元系のII−
VI属化合物半導体、SiC、SiGe等あるいはその3
元系、4元系のIV−IV属化合物半導体等であり、またこ
れらのアモルファス物質でも良い。また、誘電体材料で
あればZnO、AlN等ウルツァイト型結晶構造の物
質、PZT,PLZT、PbTiO3 、BaTiO3 、
SrTiO3 等ペロブスカイト型結晶構造の物質、Li
NbO3 、LiTaO3 等イルメナイト型結晶構造の物
質、Al2 O3 等コランダム型結晶構造の物質等があ
り、またこれらのアモルファス物質でも良い。導電体材
料であればPt,Al、Cr、Au、Pd、Ti、W等
であり、またこれらの合金であっても良い。
【0009】基板の表裏両面に成長させる薄膜材料は必
ずしも同一の組成でなくても構わないが、格子定数、熱
膨張係数の近い材料を選択することが好ましい。薄膜の
合成法は、特に限定されるものではなく、スパッター
法、MBE法、CVD法、MOCVD法、光CVD法、
プラズマCVD法、レーザーアブレーション法、真空蒸
着法、ゾルゲル法、ICPスプレー法等目的とする物性
または特性が得られるものなら何でも良い。
ずしも同一の組成でなくても構わないが、格子定数、熱
膨張係数の近い材料を選択することが好ましい。薄膜の
合成法は、特に限定されるものではなく、スパッター
法、MBE法、CVD法、MOCVD法、光CVD法、
プラズマCVD法、レーザーアブレーション法、真空蒸
着法、ゾルゲル法、ICPスプレー法等目的とする物性
または特性が得られるものなら何でも良い。
【0010】薄膜の膜厚には特に制限はないが1nmか
ら100μm程度の薄膜を対象とする。薄膜の膜厚が1
nm未満の場合には基板の反りは問題にはならず、10
0μmを越える薄膜は電子機能素子として用いられケー
スはほとんど無い。また第1の薄膜と第2の薄膜は必ず
しも単層である必要はなく多層構造でも構わない。な
お、反り、平面度の測定には、非接触立体形状測定機
〔ラップマスターSFT(株)製、マイクログラナイト
MODEL6060M〕を用い、径方向に基準面に対す
る凹凸を測定しその差を反りの度合いとした。薄膜の膜
厚の測定には、Optical multichann
el Anallizer(EG&GPRINCETO
N APLIED RESEARCH製)を用いて多波
長分光型束干渉法により測定した。
ら100μm程度の薄膜を対象とする。薄膜の膜厚が1
nm未満の場合には基板の反りは問題にはならず、10
0μmを越える薄膜は電子機能素子として用いられケー
スはほとんど無い。また第1の薄膜と第2の薄膜は必ず
しも単層である必要はなく多層構造でも構わない。な
お、反り、平面度の測定には、非接触立体形状測定機
〔ラップマスターSFT(株)製、マイクログラナイト
MODEL6060M〕を用い、径方向に基準面に対す
る凹凸を測定しその差を反りの度合いとした。薄膜の膜
厚の測定には、Optical multichann
el Anallizer(EG&GPRINCETO
N APLIED RESEARCH製)を用いて多波
長分光型束干渉法により測定した。
【0011】
【実施例】以下、本発明につき実施例を挙げて説明す
る。 (1)構成 第1の薄膜/基板/第2の薄膜 (2)基板 サファイアR面(2インチφ) (3)薄膜 第1の薄膜、第2の薄膜共にAl
N (4)薄膜合成法 第1の薄膜、第2の薄膜共にCV
D法 Al源 AlCl3 N源 NH3 反応圧力 60Torr 基板温度 1200℃ このような条件でサファイア基板両面にAlN薄膜を成
長させたサファイア基板の平面度と薄膜の物性即ち結晶
性を評価した。また結晶性の評価は、X線ロッキングカ
ーブ〔理学電機(株)製、ガイガーフレックスRAD−
IIIA〕によって行った。そしてそのときの第1の薄膜の
膜厚は2.1μmで、第2の薄膜の膜厚は2.2μmで
あった。実施例の測定結果を表1に示す。ここで反りの
値は径方向の反りの最大の値を示す。実施例の径方向の
反りの分布を図1に示す。
る。 (1)構成 第1の薄膜/基板/第2の薄膜 (2)基板 サファイアR面(2インチφ) (3)薄膜 第1の薄膜、第2の薄膜共にAl
N (4)薄膜合成法 第1の薄膜、第2の薄膜共にCV
D法 Al源 AlCl3 N源 NH3 反応圧力 60Torr 基板温度 1200℃ このような条件でサファイア基板両面にAlN薄膜を成
長させたサファイア基板の平面度と薄膜の物性即ち結晶
性を評価した。また結晶性の評価は、X線ロッキングカ
ーブ〔理学電機(株)製、ガイガーフレックスRAD−
IIIA〕によって行った。そしてそのときの第1の薄膜の
膜厚は2.1μmで、第2の薄膜の膜厚は2.2μmで
あった。実施例の測定結果を表1に示す。ここで反りの
値は径方向の反りの最大の値を示す。実施例の径方向の
反りの分布を図1に示す。
【0012】
(1)構成 薄膜/基板 (2)基板 サファイアR面(2インチφ) (3)薄膜 AlN (4)薄膜合成法 CVD法 Al源 AlCl3 N源 NH3 反応圧力 60Torr 基板温度 1200℃ 上記条件の様に実施例における成膜条件と同様に基板片
面に薄膜を成長させた。そのときの薄膜の膜厚は2.1
μmであった。比較例の測定結果を表1に示す。比較例
の径方向の反りの分布を図2に示す。
面に薄膜を成長させた。そのときの薄膜の膜厚は2.1
μmであった。比較例の測定結果を表1に示す。比較例
の径方向の反りの分布を図2に示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1、図1、図2から明らかなようにサフ
ァイア基板の片面にAlN薄膜を成長させた基板と比べ
てサファイア基板の両面にAlN薄膜を成長させた基板
の方が反りが小さくなっていることがわかる。
ァイア基板の片面にAlN薄膜を成長させた基板と比べ
てサファイア基板の両面にAlN薄膜を成長させた基板
の方が反りが小さくなっていることがわかる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、反りの無い平面性の高
い薄膜を有する基板を得ることができる。
い薄膜を有する基板を得ることができる。
【図1】実施例における基板の径方向の反りの分布図。
【図2】比較例における基板の径方向の反りの分布図。
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上に第1の薄膜を有し、第1の薄膜
を有する該基板の裏面に第2の薄膜を有することを特徴
とする電子機能素子用基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28121891A JPH05121323A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電子機能素子用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28121891A JPH05121323A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電子機能素子用基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05121323A true JPH05121323A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17636015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28121891A Withdrawn JPH05121323A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電子機能素子用基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05121323A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012044115A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2021073702A (ja) * | 2015-09-11 | 2021-05-13 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体基板 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP28121891A patent/JPH05121323A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012044115A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2021073702A (ja) * | 2015-09-11 | 2021-05-13 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体基板 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |