JPH06216699A - 酸化亜鉛圧電結晶膜 - Google Patents
酸化亜鉛圧電結晶膜Info
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Abstract
平行に配向するように成長された酸化亜鉛圧電結晶膜に
おいて、酸化亜鉛圧電結晶膜の配向性を高める。 【構成】 酸化亜鉛圧電結晶膜をスパッタにより形成す
るとき、Znターゲット中に、Znに対して5wt%以
下のニッケル、または4.5wt%以下の鉄を添加す
る。
Description
上に、c軸が基板表面に平行に配向するように成長され
た酸化亜鉛圧電結晶膜に関するもので、特に、配向性を
向上させるための改良に関するものである。
して、非圧電基板上に圧電結晶膜を設けたものがある。
このような形式の表面波基板において、非圧電基板とし
てサファイア(α−Al2 O3 )を用い、他方、圧電結
晶膜として酸化亜鉛(ZnO)を用いて構成した表面波
基板が知られている。
上にZnO圧電結晶膜2を設けてなる表面波基板3が示
されている。この表面波基板3において、サファイア基
板1として、
られている。このとき、ZnOとα−Al2 O3 とが、
印で示すように、
nOのc軸([0001]方向)がサファイア基板1の
基板面に平行にエピタキシャル成長するとき、表面波基
板3は、高音速かつ高結合を与えることが知られてい
る。
を作製する場合、通常、化学輸送法、CVD法またはス
パッタ法が用いられ、特に、これらのうちで、スパッタ
法がより広く用いられている。
ッタリングにより、純粋なZnO薄膜をR面サファイア
基板上に形成した場合、ZnO薄膜におけるc軸は基板
表面に対しある程度揃っている、言い換えれば、ある程
度の配向性は達せられるものの、このようなZnO薄膜
をもって構成した表面波デバイス用圧電基板を実用に供
するためには、その配向性は未だ不十分であった。たと
えば、圧電性が不十分で、電気機械結合係数などの特性
が予定より小さいという問題があった。
R面サファイア基板上にエピタキシャル成長される酸化
亜鉛圧電結晶膜において、その結晶配向性の向上を図ろ
うとすることを目的としている。
イア基板上に、c軸が基板表面に平行に配向するように
成長された酸化亜鉛圧電結晶膜に向けられるものであっ
て、その酸化亜鉛圧電結晶膜が遷移金属を含んでいるこ
とを特徴としている。
ッケルまたは鉄が用いられる。ニッケルが用いられる場
合、その含有率は、亜鉛に対して5wt%以下に選ばれ
るのが好ましく、鉄が用いられる場合、その含有率は、
亜鉛に対して4.5wt%以下に選ばれるのが好まし
い。
から明らかになるように、ニッケルまたは鉄のような遷
移金属を含有させることにより、酸化亜鉛圧電結晶膜が
優れた配向性を示すことがわかった。
圧電結晶膜をもって構成した表面波基板を、表面波デバ
イスにおいて実用することが可能になる。
基板1上に、
する方法としては、前述したように、化学輸送法、CV
D法またはスパッタ法があるが、特にスパッタ法によれ
ば、より低温で、表面平坦性が優れかつ結晶的にも良質
なZnOエピタキシャル膜を得ることができる。
を示している。スパッタ装置4は、気密容器5を備え、
気密容器5には、ガス導入口6および排気口7が設けら
れる。気密容器5内には、基板8とターゲット9とが対
向して配置され、基板8の上面に位置する陽極(図示せ
ず)とターゲット9の下面に位置する陰極(図示せず)
との間に、高周波(RF)電源10から高周波電圧が印
加される。ターゲット9の下方には、マグネット11が
位置される。
ングにおいて、ZnOセラミックまたはZnメタルで構
成されたターゲット9が、ガス導入口6から導入された
アルゴンなどの粒子で叩き、飛び出した酸化亜鉛粒子を
基板8上に、または、飛び出した亜鉛粒子を酸素ガスと
反応させ酸化亜鉛とし、それを基板8上に付着させるこ
とが行なわれる。
して、純粋なZnメタルからなるものと、Znメタルタ
ーゲットの中にニッケルまたは鉄をドープしたものを用
い、スパッタ装置4によるRFマグネトロンスパッタに
より、種々のスパッタ条件で、R面サファイアからなる
基板8上に、ZnO薄膜を形成した。上述したスパッタ
条件に関して、RFパワー、基板加熱温度およびガス
(Ar:O2 =50:50)圧を変化させた。
て、X線ディフラクトメータ法を用いた。これは、試料
にX線を照射して得られた回折波により結晶性を評価す
るものである。この実験例で得られたZnOエピタキシ
ャル膜では、基板に平行な結晶面、すなわち
ピークの強度が強いほど、また、ピークの高さの半分の
位置でのピーク幅、すなわち半値幅が小さいほど、配向
性が良い、言い換えれば、結晶面がより平行に揃った良
質な膜であることを示す。
NiをZnに対して3wt%ドープしたZnターゲット
(Zn−Niターゲット)とをそれぞれ用い、種々のス
パッタ条件で成膜し、それらをX線ディフラクトメータ
法で分析したときの
比較したものが示されている。
で作製したZnO薄膜においても、ニッケルをドープし
たターゲットを用いた方が、回折ピーク強度が強く、ま
た、ピークの半値幅が小さく、それゆえに、結晶的に優
れているといえる。
を、表面波基板材料として用いる場合、実用的には、回
折ピークの半値幅は、0.8°程度より小さいことが好
ましい。その点において、純粋なZnターゲットを用い
た場合には、行なったすべてのスパッタ条件において実
用性に優れたものが得られていない。これに対して、ニ
ッケルをドープした場合には、適当なスパッタ条件で、
十分実用性のあるZnOエピタキシャル膜が得られてい
る。
のうちで、回折ピークの半値幅が最も小さかったスパッ
タ条件、すなわち条件5(RFパワー:1kW;基板温
度:200℃;ガス圧:7.6×10-3Torr)の下
で、ニッケルの添加量を亜鉛に対して0から7wt%の
間で変化させたときのピーク強度およびピーク半値幅を
それぞれ示している。
加量との関係が図1に示されている。これら表2および
図1から、ニッケルの添加量が5wt%以下であるなら
ば、ニッケルを添加していないZnターゲットを用いた
場合に比べて、結晶性が改善されていることがわかる。
なお、ニッケルを7wt%添加した場合、ZnO薄膜か
らの回折波には、
も僅かに見られ、ZnO薄膜は完全なエピタキシャル膜
ではなかった。
用いた場合についても調べた。その結果を、以下の表3
および表4に示す。なお、表3は前述した表1に相当
し、表4は表2に相当している。
加量との関係が図1に示されている。これら表3、表4
および図1から、鉄をドープしたZnターゲットを用い
た場合でも、得られたZnO薄膜の結晶性が向上するこ
とが確認できる。特に、表4および図1からわかるよう
に、鉄をドープする場合、その添加量は、亜鉛に対して
4.5wt%以下であれば、鉄をドープしないZnター
ゲットを用いた場合に比べて、結晶性が向上している。
なお、前述したニッケルを7wt%添加した場合と同
様、鉄を6wt%添加したZnターゲットを用いた場合
にも、得られたZnO薄膜中には、
も僅かに見られ、ZnO薄膜は完全なエピタキシャル膜
ではなかった。
添加量は、Znターゲット中での値であるが、スパッタ
においては、ターゲットの組成と膜の組成とが実質的に
一致するため、ターゲット中での添加量は、得られたZ
nO薄膜中のZnに対するニッケルまたは鉄の含有率で
あるとみることができる。
て、ニッケルまたは鉄を例示したが、たとえばコバルト
のような他の遷移金属も、この発明において有利に用い
ることができる。
サファイアの「R面」は、
対して±2%程度の製造上のばらつきがあり、その程度
のばらつきの範囲内では、実質的に同じ効果が得られ
る。したがって、サファイアのカット面が±2%程度ず
れても、
きる。すなわち、この明細書において、「R面」という
ときは、必ずしも厳密な意味での「R面」に限定される
ものではない。
または鉄のZnターゲットへの添加量に対する、得られ
たZnO薄膜での回折ピーク半値幅の変化を示す図であ
る。
図解的に示す斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 R面サファイア基板上に、c軸が基板表
面に平行に配向するように成長された酸化亜鉛圧電結晶
膜において、 遷移金属を含むことを特徴とする、酸化亜鉛圧電結晶
膜。 - 【請求項2】 前記遷移金属は、ニッケルであり、その
含有率は、亜鉛に対して5wt%以下に選ばれる、請求
項1に記載の酸化亜鉛圧電結晶膜。 - 【請求項3】 前記遷移金属は、鉄であり、その含有率
は、亜鉛に対して4.5wt%以下に選ばれる、請求項
1に記載の酸化亜鉛圧電結晶膜。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6319377B1 (en) | 1997-11-14 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Riken | Nitrogen oxide sensor |
US6589362B2 (en) | 2001-07-19 | 2003-07-08 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Zinc oxide semiconductor member formed on silicon substrate |
DE19827927C2 (de) * | 1997-06-23 | 2003-08-21 | Riken Tokio Tokyo Kk | Gassensor |
US6936188B1 (en) | 2000-03-27 | 2005-08-30 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Zinc oxide semiconductor material |
US7245060B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method for manufacturing the same, piezoelectric filter, and duplexer |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6127768A (en) * | 1997-05-09 | 2000-10-03 | Kobe Steel Usa, Inc. | Surface acoustic wave and bulk acoustic wave devices using a Zn.sub.(1-X) Yx O piezoelectric layer device |
JP3399392B2 (ja) * | 1999-02-19 | 2003-04-21 | 株式会社村田製作所 | 半導体発光素子、およびその製造方法 |
US6590336B1 (en) * | 1999-08-31 | 2003-07-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Light emitting device having a polar plane piezoelectric film and manufacture thereof |
GB2361480B (en) * | 2000-04-19 | 2002-06-19 | Murata Manufacturing Co | Method for forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
JP2003063893A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-03-05 | Murata Mfg Co Ltd | ZnO/サファイア基板及びその製造方法 |
WO2007123496A1 (en) | 2006-04-25 | 2007-11-01 | National University Of Singapore | Method of zinc oxide film grown on the epitaxial lateral overgrowth gallium nitride template |
FR3125459B1 (fr) | 2021-07-22 | 2023-11-17 | Centre Nat Rech Scient | Materiau comprenant une couche de micro-cristaux unidimensionnels auto-assembles de zno. |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3664867A (en) * | 1969-11-24 | 1972-05-23 | North American Rockwell | Composite structure of zinc oxide deposited epitaxially on sapphire |
JPS5133898A (ja) * | 1974-09-17 | 1976-03-23 | Hitachi Ltd | |
JPS5830749B2 (ja) * | 1977-07-28 | 1983-07-01 | 株式会社村田製作所 | 酸化亜鉛の圧電結晶膜 |
JPS5941602B2 (ja) * | 1978-04-18 | 1984-10-08 | 松下電器産業株式会社 | 表面弾性波素子 |
JPS5797214A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transducer for surface wave |
AU559363B2 (en) * | 1982-06-22 | 1987-03-05 | Hughes Aircraft Co. | Low temperature process for depositing epitaxial layers |
JPS60124109A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
JPH0340510A (ja) * | 1989-07-06 | 1991-02-21 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP536593A patent/JP3198691B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1994
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- 1994-01-11 EP EP19940300157 patent/EP0608059B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-11 DE DE1994623525 patent/DE69423525T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-13 US US08/180,606 patent/US5432397A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19827927C2 (de) * | 1997-06-23 | 2003-08-21 | Riken Tokio Tokyo Kk | Gassensor |
US6319377B1 (en) | 1997-11-14 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Riken | Nitrogen oxide sensor |
US6936188B1 (en) | 2000-03-27 | 2005-08-30 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Zinc oxide semiconductor material |
US6589362B2 (en) | 2001-07-19 | 2003-07-08 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Zinc oxide semiconductor member formed on silicon substrate |
US7245060B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method for manufacturing the same, piezoelectric filter, and duplexer |
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