JPH07201226A - 薄膜積層体および薄膜積層体の作製方法 - Google Patents
薄膜積層体および薄膜積層体の作製方法Info
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- JPH07201226A JPH07201226A JP35050893A JP35050893A JPH07201226A JP H07201226 A JPH07201226 A JP H07201226A JP 35050893 A JP35050893 A JP 35050893A JP 35050893 A JP35050893 A JP 35050893A JP H07201226 A JPH07201226 A JP H07201226A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、通常の薄膜作製技術を用
い、基板上にセラミック薄膜を形成し、電気伝導層、セ
ラミック層の積層体を形成し、バルク体の特性値を薄膜
形態で実現させるとともに、各種機能性薄膜、およびこ
れを用いた素子とのハイブリッドを成させ、短小軽薄を
実現するものである。 【構成】 第１の電気伝導層の上に、セラミック層と電
気伝導層の積層構造を１単位として複数単位が積層され
ていることを特徴とする積層体に於いて、その積層体が
基板上に形成され、かつ各層が薄膜からなることを特徴
とする基板付き薄膜積層体。
い、基板上にセラミック薄膜を形成し、電気伝導層、セ
ラミック層の積層体を形成し、バルク体の特性値を薄膜
形態で実現させるとともに、各種機能性薄膜、およびこ
れを用いた素子とのハイブリッドを成させ、短小軽薄を
実現するものである。 【構成】 第１の電気伝導層の上に、セラミック層と電
気伝導層の積層構造を１単位として複数単位が積層され
ていることを特徴とする積層体に於いて、その積層体が
基板上に形成され、かつ各層が薄膜からなることを特徴
とする基板付き薄膜積層体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜セラミック材料に
関する。
関する。
【０００２】
【従来技術】酸化物セラミックスが内部電極を有し積層
されている素子として、チタン酸バリウム積層コンデン
サ素子、ジルコン酸チタン酸鉛積層アクチュエータなど
が製品化されている。しかしこれらの積層体は１０μｍ
以上の酸化物セラミックスが積層されているものであ
る。
されている素子として、チタン酸バリウム積層コンデン
サ素子、ジルコン酸チタン酸鉛積層アクチュエータなど
が製品化されている。しかしこれらの積層体は１０μｍ
以上の酸化物セラミックスが積層されているものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】装置の短小軽薄化の要
請は、その装置の高機能化、高集積化から非常に高まっ
てきている。各種電気回路に組み込まれる、抵抗、コン
デンサ等の電子部品は半導体装置のモノリシック化によ
り飛躍的に小型化がなされた例である。しかし薄膜形態
で代用できる、コンデンサや抵抗体は、その絶対値
（量）において、限定された面積、もしくは限定された
体積により、十分な代用にはなっていない。従来型であ
るバルク素子（薄膜にたいしてバルクという言葉を用い
る）の小型化はもっぱら積層することにより実現してい
る。さらにバルク素子ではセラミック層の薄層化により
実現しており、これらセラミック層の膜厚は１０μｍ以
上のものがもっぱら使用されている。しかし、バルク体
の積層、薄層化は実装面で工程数の増加を伴い好ましく
なく、半導体装置とのモノリシック化による一体形成の
方が装置の短小軽薄化の要請に対し好ましい。本発明の
目的は、通常の薄膜作製技術を用い、基板上にセラミッ
ク薄膜を形成し、電気伝導層、セラミック層の積層体を
形成し、バルク体の特性値を薄膜形態で実現させるとと
もに、各種機能性薄膜、およびこれを用いた素子とのハ
イブリッドを成させ、短小軽薄を実現するものである。
請は、その装置の高機能化、高集積化から非常に高まっ
てきている。各種電気回路に組み込まれる、抵抗、コン
デンサ等の電子部品は半導体装置のモノリシック化によ
り飛躍的に小型化がなされた例である。しかし薄膜形態
で代用できる、コンデンサや抵抗体は、その絶対値
（量）において、限定された面積、もしくは限定された
体積により、十分な代用にはなっていない。従来型であ
るバルク素子（薄膜にたいしてバルクという言葉を用い
る）の小型化はもっぱら積層することにより実現してい
る。さらにバルク素子ではセラミック層の薄層化により
実現しており、これらセラミック層の膜厚は１０μｍ以
上のものがもっぱら使用されている。しかし、バルク体
の積層、薄層化は実装面で工程数の増加を伴い好ましく
なく、半導体装置とのモノリシック化による一体形成の
方が装置の短小軽薄化の要請に対し好ましい。本発明の
目的は、通常の薄膜作製技術を用い、基板上にセラミッ
ク薄膜を形成し、電気伝導層、セラミック層の積層体を
形成し、バルク体の特性値を薄膜形態で実現させるとと
もに、各種機能性薄膜、およびこれを用いた素子とのハ
イブリッドを成させ、短小軽薄を実現するものである。
【０００４】
【構成】本発明の第１は、第１の電気伝導層の上に、セ
ラミック層と電気伝導層の積層構造を１単位として複数
単位が積層されていることを特徴とする積層体に於い
て、その積層体が基板上に形成され、かつ各層が薄膜か
らなることを特徴とする基板付き薄膜積層体に関する。
本発明の第２は、前記第１の基板付き薄膜積層体の基板
が部分的に除去され、薄膜積層体が部分的に自立体とし
て形成されていることを特徴とする基板付き薄膜積層体
に関する。本発明の第３は、基板上の第１の電気伝導層
の上に、セラミック層と電気伝導層の積層構造を１単位
として複数単位を積層することにより前記第１または２
の薄膜積層体を作製する方法において、フォトリソグラ
フィー、エッチング手法により自己整合的に薄膜の作製
および加工を行なうことを特徴とする基板付き薄膜積層
体の作製方法に関する。薄膜の作製および加工を自己整
合的（セルファライン）に行うことにより、例えば工程
の簡略化、積層の重ね合わせずれ等が飛躍的に改善され
た。本発明の第４は、前記第３の薄膜積層体の作製方法
において、該薄膜積層体のセラミック層を金属有機化合
物を用いた塗布、焼成による製膜法で行うことを特徴と
する基板付き薄膜積層体の作製方法に関する。本発明の
第５は、本発明の基板付き薄膜積層体上に機能性薄膜素
子および／または機能性薄膜装置を有することを特徴と
する薄膜積層体を有する機能性素子およびその装置に関
する。例えば本発明の基板付き薄膜積層体に、インク吹
き出し用素子を接合することで、インクジェット記録用
ヘッドを作製することが可能であるほか、これら素子の
上部に液体搬送機構を接合させることで、マイクロポン
プが実現できるほか、これら素子の上部、もしくは下部
に面発光素子を接合することで発振レーザの多機能化が
実現できるものである。以下、本発明を実施例に基づい
て具体的に説明する。
ラミック層と電気伝導層の積層構造を１単位として複数
単位が積層されていることを特徴とする積層体に於い
て、その積層体が基板上に形成され、かつ各層が薄膜か
らなることを特徴とする基板付き薄膜積層体に関する。
本発明の第２は、前記第１の基板付き薄膜積層体の基板
が部分的に除去され、薄膜積層体が部分的に自立体とし
て形成されていることを特徴とする基板付き薄膜積層体
に関する。本発明の第３は、基板上の第１の電気伝導層
の上に、セラミック層と電気伝導層の積層構造を１単位
として複数単位を積層することにより前記第１または２
の薄膜積層体を作製する方法において、フォトリソグラ
フィー、エッチング手法により自己整合的に薄膜の作製
および加工を行なうことを特徴とする基板付き薄膜積層
体の作製方法に関する。薄膜の作製および加工を自己整
合的（セルファライン）に行うことにより、例えば工程
の簡略化、積層の重ね合わせずれ等が飛躍的に改善され
た。本発明の第４は、前記第３の薄膜積層体の作製方法
において、該薄膜積層体のセラミック層を金属有機化合
物を用いた塗布、焼成による製膜法で行うことを特徴と
する基板付き薄膜積層体の作製方法に関する。本発明の
第５は、本発明の基板付き薄膜積層体上に機能性薄膜素
子および／または機能性薄膜装置を有することを特徴と
する薄膜積層体を有する機能性素子およびその装置に関
する。例えば本発明の基板付き薄膜積層体に、インク吹
き出し用素子を接合することで、インクジェット記録用
ヘッドを作製することが可能であるほか、これら素子の
上部に液体搬送機構を接合させることで、マイクロポン
プが実現できるほか、これら素子の上部、もしくは下部
に面発光素子を接合することで発振レーザの多機能化が
実現できるものである。以下、本発明を実施例に基づい
て具体的に説明する。
【０００５】
実施例１ シリコンウエハ上に五酸化タンタルをスパッタリング法
により１．５μｍ製膜する。本実施例ではこの状態を薄
膜積層体形成用の基板とする。次に、第一の電気伝導層
としてＰｔ薄膜１をスパッタリング法により１０００Å
堆積する。次にセラミック薄膜２を所望する膜厚に製膜
する。薄膜積層アクチュエータ素子を作製するときは、
圧電材料であるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミ
ックスを、また薄膜積層キャパシター素子を作製すると
きはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミックスを
堆積する。ただし、前記の各素子の材料は例示であり、
これら材料に限定されるものではない。薄膜作製法とし
てはＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、多元蒸着法、レ
ーザーアブレーション法、イオンビーム蒸着法、また各
種蒸着法に光やプラズマを複合させて、エネルギー密度
を向上させた製膜法でも構わない。これら真空製膜法の
ほか、液相法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法、熱分解法、無電
界めっき法等でもよい。フォトリソグラフィー、エッチ
ングによりこのセラミック層を所望する箇所を除去す
る。この時パターニングもしくは電気伝導層に電気的に
コンタクトを取るためのコンタクトホールの開孔を行
う。これら工程を積層回数に応じて繰り返し、最後に各
電極とコンタクトすべくＰｔ膜を堆積させ薄膜積層体
（図１）を作製した。一部自立体を含む薄膜積層体の形
成は、基板エッチングを行うことで実行した。基板エッ
チングは基板裏面からエッチングホールの開孔を行い、
ＫＯＨ等のアルカリエッチングでもよく、また、基板に
（１００）シリコンウエハを用いれば、基板表面に（１
１０）方向にたいし、垂直または水平のエッチングホー
ル面をデザインすれば表面からの基板除去が可能であ
る。このような作製法により得た一部自立体を含む薄膜
積層体の構造を図２に示す。この薄膜積層体および一部
自立体を含む薄膜積層体はチタン酸バリウムをセラミッ
ク層とし、膜厚を１μｍとし５層の積層体であり、薄膜
の比誘電率は２４００であり、１ｍｍ角における素子の
電気容量は約１０μＦであった。
により１．５μｍ製膜する。本実施例ではこの状態を薄
膜積層体形成用の基板とする。次に、第一の電気伝導層
としてＰｔ薄膜１をスパッタリング法により１０００Å
堆積する。次にセラミック薄膜２を所望する膜厚に製膜
する。薄膜積層アクチュエータ素子を作製するときは、
圧電材料であるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミ
ックスを、また薄膜積層キャパシター素子を作製すると
きはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミックスを
堆積する。ただし、前記の各素子の材料は例示であり、
これら材料に限定されるものではない。薄膜作製法とし
てはＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、多元蒸着法、レ
ーザーアブレーション法、イオンビーム蒸着法、また各
種蒸着法に光やプラズマを複合させて、エネルギー密度
を向上させた製膜法でも構わない。これら真空製膜法の
ほか、液相法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法、熱分解法、無電
界めっき法等でもよい。フォトリソグラフィー、エッチ
ングによりこのセラミック層を所望する箇所を除去す
る。この時パターニングもしくは電気伝導層に電気的に
コンタクトを取るためのコンタクトホールの開孔を行
う。これら工程を積層回数に応じて繰り返し、最後に各
電極とコンタクトすべくＰｔ膜を堆積させ薄膜積層体
（図１）を作製した。一部自立体を含む薄膜積層体の形
成は、基板エッチングを行うことで実行した。基板エッ
チングは基板裏面からエッチングホールの開孔を行い、
ＫＯＨ等のアルカリエッチングでもよく、また、基板に
（１００）シリコンウエハを用いれば、基板表面に（１
１０）方向にたいし、垂直または水平のエッチングホー
ル面をデザインすれば表面からの基板除去が可能であ
る。このような作製法により得た一部自立体を含む薄膜
積層体の構造を図２に示す。この薄膜積層体および一部
自立体を含む薄膜積層体はチタン酸バリウムをセラミッ
ク層とし、膜厚を１μｍとし５層の積層体であり、薄膜
の比誘電率は２４００であり、１ｍｍ角における素子の
電気容量は約１０μＦであった。
【０００６】実施例２ 図３（ａ）に示す基板上に形成した薄膜積層体と図３
（ｂ）に示す部分的自立体構造を具備した薄膜積層体を
作製する例を、以下図４に基づいて具体的に説明する。
セラミック材料としてはアクチュエータとして知られて
いるＰＺＴを使用し作成した。石英基板上に電気伝導層
としてＰｔ薄膜をスパッタリング法により１０００Å堆
積する。この時石英基板との密着性を向上させるために
Ｔｉ、Ｔａ等の金属層を配置させてもよい。通常のフォ
トリソグラフィーによりパターンをレジスト転写後、Ａ
ｒのスパッタエッチングにより、このＰｔ薄膜をエッチ
ングする（ａ）。次に電子セラミック薄膜を堆積する。
薄膜積層アクチュエータ素子を作製するときは、圧電材
料であるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックス
を、また薄膜積層キャパシター素子を作製するときはチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミックスを堆積す
る。ただし、前記の各素子の材料は例示であり、これら
材料に限定されるものではない。薄膜作製法としてはＭ
ＯＣＶＤ法、スパッタリング法、多元蒸着法、レーザー
アブレーション法、イオンビーム蒸着法、また各種蒸着
法に光やプラズマを複合させて、エネルギー密度を向上
させた製膜法でも構わない。これら真空製膜法のほか、
液相法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法、熱分解法、無電界めっ
き法等でもよい。本実施例においては比較的簡便な作製
法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法を採用した。ｓｏｌ−ｇｅｌ
法とは金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で
加水分解、重縮合させて金属−酸素−金属結合を成長さ
せ、この前駆体溶液を塗布し、最終的に焼結することに
より完成させる無機酸化物の作製方法である。ｓｏｌ−
ｇｅｌ法による酸化物セラミックスの作製方法は、具体
的には基板上に金属有機化合物を含む溶液を塗布し、乾
燥後焼結を行う。用いられる金属有機化合物としては、
セラミックスを構成する金属元素のメトキシド、エトキ
シド、プロポキシド、ブトキシド等のアルコキシドやア
セテート化合物などがあげられる。硝酸塩、塩化物など
の無機塩でもよい。これらを出発材料としてセラミック
スを作製するには加水分解による重縮合反応を進める必
要があるため、塗布溶液中には水および触媒としての
酸、塩基等の適量の添加が必要となる。添加量は系によ
り異なり、多すぎると反応が不均一に進行するため得ら
れる膜の質が不均質となりやすく、また、反応速度の制
御が難しい。これら添加量が少なすぎても好ましくな
く、適量がある。塗布は、スピンコート法の場合、溶液
粘度が数ｃＰ〜十数ｃＰとなるように調整すると良い。
さらにキレート剤等を添加しても良い。コーティング後
焼結することにより結晶化が促進される。焼結温度は材
料により異なるが、通常の金属酸化物粉末の焼成にかか
る温度より低温で（通常のセラミックス焼結温度より２
００〜３００℃の低温化が出来る。）作製できる。この
ことにより、出来る複合酸化物の組成ずれがない。これ
ら最適化されたｓｏｌ−ｇｅｌ法に於いては低温で大面
積に組成均一が良好な膜が得られること、基板との密着
性に優れる、またどんな形状の基板にも比較的容易に製
膜できる、等のほか優れた特徴を有している。
（ｂ）に示す部分的自立体構造を具備した薄膜積層体を
作製する例を、以下図４に基づいて具体的に説明する。
セラミック材料としてはアクチュエータとして知られて
いるＰＺＴを使用し作成した。石英基板上に電気伝導層
としてＰｔ薄膜をスパッタリング法により１０００Å堆
積する。この時石英基板との密着性を向上させるために
Ｔｉ、Ｔａ等の金属層を配置させてもよい。通常のフォ
トリソグラフィーによりパターンをレジスト転写後、Ａ
ｒのスパッタエッチングにより、このＰｔ薄膜をエッチ
ングする（ａ）。次に電子セラミック薄膜を堆積する。
薄膜積層アクチュエータ素子を作製するときは、圧電材
料であるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックス
を、また薄膜積層キャパシター素子を作製するときはチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミックスを堆積す
る。ただし、前記の各素子の材料は例示であり、これら
材料に限定されるものではない。薄膜作製法としてはＭ
ＯＣＶＤ法、スパッタリング法、多元蒸着法、レーザー
アブレーション法、イオンビーム蒸着法、また各種蒸着
法に光やプラズマを複合させて、エネルギー密度を向上
させた製膜法でも構わない。これら真空製膜法のほか、
液相法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法、熱分解法、無電界めっ
き法等でもよい。本実施例においては比較的簡便な作製
法であるｓｏｌ−ｇｅｌ法を採用した。ｓｏｌ−ｇｅｌ
法とは金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で
加水分解、重縮合させて金属−酸素−金属結合を成長さ
せ、この前駆体溶液を塗布し、最終的に焼結することに
より完成させる無機酸化物の作製方法である。ｓｏｌ−
ｇｅｌ法による酸化物セラミックスの作製方法は、具体
的には基板上に金属有機化合物を含む溶液を塗布し、乾
燥後焼結を行う。用いられる金属有機化合物としては、
セラミックスを構成する金属元素のメトキシド、エトキ
シド、プロポキシド、ブトキシド等のアルコキシドやア
セテート化合物などがあげられる。硝酸塩、塩化物など
の無機塩でもよい。これらを出発材料としてセラミック
スを作製するには加水分解による重縮合反応を進める必
要があるため、塗布溶液中には水および触媒としての
酸、塩基等の適量の添加が必要となる。添加量は系によ
り異なり、多すぎると反応が不均一に進行するため得ら
れる膜の質が不均質となりやすく、また、反応速度の制
御が難しい。これら添加量が少なすぎても好ましくな
く、適量がある。塗布は、スピンコート法の場合、溶液
粘度が数ｃＰ〜十数ｃＰとなるように調整すると良い。
さらにキレート剤等を添加しても良い。コーティング後
焼結することにより結晶化が促進される。焼結温度は材
料により異なるが、通常の金属酸化物粉末の焼成にかか
る温度より低温で（通常のセラミックス焼結温度より２
００〜３００℃の低温化が出来る。）作製できる。この
ことにより、出来る複合酸化物の組成ずれがない。これ
ら最適化されたｓｏｌ−ｇｅｌ法に於いては低温で大面
積に組成均一が良好な膜が得られること、基板との密着
性に優れる、またどんな形状の基板にも比較的容易に製
膜できる、等のほか優れた特徴を有している。
【０００７】ｓｏｌ−ｇｅｌＰＺＴ膜は、出発材料とし
て酢酸鉛、ジルコニウムプロポキシド、チタンイソプロ
ポキシド、をメトキシエタノールを溶媒とし、部分加水
分解させたものを塗布液とした。先述までの工程を経た
パターン化された下部電極層を有する基板上にスピンコ
ート、乾燥、焼成により１０μｍ以下のセラミック薄膜
を堆積させた（ｂ）。次にポジ型フォトレジストを同様
にスピンコート、プリベークしポジ型フォトレジスト層
を形成し（ｃ）、基板背面から露光を施す。この時Ｐｔ
パターン膜が露光におけるフォトマスクの役割を果たす
ので、通常のフォトマスク合わせ、整合の操作はいらな
くなり、工程の歩留まりを向上させるほか、転写すべき
レジストパターンが自己整合的（セルファライン）に形
成される利点を有するものである。現像後はＰｔパター
ン上のみにレジストが形成されている（ｄ）。このレジ
ストをマスクとして、セラミックスのエッチングを行
う。エッチング工程は５μｍ以上のパターンにおいては
ウェット加工が好ましく、それ以下の寸法においてはド
ライエッチングを採用するとよい。本実施例では、フッ
酸、硝酸、酢酸、水の混酸にてエッチングをした。エッ
チング終了後、レジストを剥離した後（ｅ）、ネガ型の
フォトレジストを用いたリソグラフィー工程に移る。ネ
ガ型フォトレジストを塗布、プリベークしネガ型レジス
ト層を形成した（ｆ）後に同様に背面から露光を行う。
この時Ｐｔパターン膜が同様にフォトマスクの作用をす
るため、ポジ型ではＰＺＴ／Ｐｔ積層部位外のところに
レジストパターンが自己整合的（セルファライン）に形
成される（ｇ）。電極を通常の製膜法により１０００Å
堆積させ（ｈ）、ネガレジスト除去と同じにレジスト上
に堆積した金属膜ごとに除去する、いわゆるリフト−オ
フ加工により、電極／セラミックス／電極／基板の積層
体を形成する（ｉ）。以下は必要に応じて、積層回数分
これら工程を繰り返すことにより、所望する薄膜積層体
が形成される。また図に示した部分的自立体を有する薄
膜積層体は、今までの工程後、基板エッチングでのパッ
シベーション膜を堆積、開孔させ、エッチングすること
で作製した。素子のアクチュエータとしての特性は、積
層回数に比例して変位が増加した。
て酢酸鉛、ジルコニウムプロポキシド、チタンイソプロ
ポキシド、をメトキシエタノールを溶媒とし、部分加水
分解させたものを塗布液とした。先述までの工程を経た
パターン化された下部電極層を有する基板上にスピンコ
ート、乾燥、焼成により１０μｍ以下のセラミック薄膜
を堆積させた（ｂ）。次にポジ型フォトレジストを同様
にスピンコート、プリベークしポジ型フォトレジスト層
を形成し（ｃ）、基板背面から露光を施す。この時Ｐｔ
パターン膜が露光におけるフォトマスクの役割を果たす
ので、通常のフォトマスク合わせ、整合の操作はいらな
くなり、工程の歩留まりを向上させるほか、転写すべき
レジストパターンが自己整合的（セルファライン）に形
成される利点を有するものである。現像後はＰｔパター
ン上のみにレジストが形成されている（ｄ）。このレジ
ストをマスクとして、セラミックスのエッチングを行
う。エッチング工程は５μｍ以上のパターンにおいては
ウェット加工が好ましく、それ以下の寸法においてはド
ライエッチングを採用するとよい。本実施例では、フッ
酸、硝酸、酢酸、水の混酸にてエッチングをした。エッ
チング終了後、レジストを剥離した後（ｅ）、ネガ型の
フォトレジストを用いたリソグラフィー工程に移る。ネ
ガ型フォトレジストを塗布、プリベークしネガ型レジス
ト層を形成した（ｆ）後に同様に背面から露光を行う。
この時Ｐｔパターン膜が同様にフォトマスクの作用をす
るため、ポジ型ではＰＺＴ／Ｐｔ積層部位外のところに
レジストパターンが自己整合的（セルファライン）に形
成される（ｇ）。電極を通常の製膜法により１０００Å
堆積させ（ｈ）、ネガレジスト除去と同じにレジスト上
に堆積した金属膜ごとに除去する、いわゆるリフト−オ
フ加工により、電極／セラミックス／電極／基板の積層
体を形成する（ｉ）。以下は必要に応じて、積層回数分
これら工程を繰り返すことにより、所望する薄膜積層体
が形成される。また図に示した部分的自立体を有する薄
膜積層体は、今までの工程後、基板エッチングでのパッ
シベーション膜を堆積、開孔させ、エッチングすること
で作製した。素子のアクチュエータとしての特性は、積
層回数に比例して変位が増加した。
【０００８】
【効果】（１）セラミック材料にチタン酸バリウムを用
いた本発明の基板付き薄膜積層体は素子堆積において３
桁程の縮小が可能となった。これら薄膜積層体は基板上
に作り込まれているため、さらに機能性材料（シリコン
半導体素子、および半導体装置）等との混成が可能であ
る。 （２）セラミック材料にＰＺＴを用いた本発明の基板付
き薄膜積層体は、アクチュエータ機能として逆圧電効果
による電界による歪み特性が、およそ２００ｐｍ／Ｖ
（ピコメーター／ボルト）程であり、電界歪み横特性を
利用したアクチュエータに利用可能である。
いた本発明の基板付き薄膜積層体は素子堆積において３
桁程の縮小が可能となった。これら薄膜積層体は基板上
に作り込まれているため、さらに機能性材料（シリコン
半導体素子、および半導体装置）等との混成が可能であ
る。 （２）セラミック材料にＰＺＴを用いた本発明の基板付
き薄膜積層体は、アクチュエータ機能として逆圧電効果
による電界による歪み特性が、およそ２００ｐｍ／Ｖ
（ピコメーター／ボルト）程であり、電界歪み横特性を
利用したアクチュエータに利用可能である。
【図１】薄膜積層体の構成を示す図である。
【図２】薄膜積層体が一部自立体膜に形成された構成を
示す図である。
示す図である。
【図３】パターン化された薄膜積層体の構成を示す図で
ある。（ａ）は、基板上に形成された薄膜積層体の全体
図である。（ｂ）は、（ａ）構造体中、基板の一部を除
去することで薄膜積層体の部分的自立体構造を具備させ
たものの全体図である。
ある。（ａ）は、基板上に形成された薄膜積層体の全体
図である。（ｂ）は、（ａ）構造体中、基板の一部を除
去することで薄膜積層体の部分的自立体構造を具備させ
たものの全体図である。
【図４】自己整合的なパターン化薄膜積層体の作製工程
を示す図である。 （ａ）下部電極 （ｂ）セラミック薄膜堆積 （ｃ）ポジ型フォトレジスト層形成 （ｄ）セルファラインで形成したレジストパターン化 （ｅ）エッチング／レジスト剥離 （ｆ）ネガ型レジスト層形成 （ｇ）レジストパターン層形成 （ｈ）電極層形成 （ｉ）リフトオフ加工（レジスト除去）
を示す図である。 （ａ）下部電極 （ｂ）セラミック薄膜堆積 （ｃ）ポジ型フォトレジスト層形成 （ｄ）セルファラインで形成したレジストパターン化 （ｅ）エッチング／レジスト剥離 （ｆ）ネガ型レジスト層形成 （ｇ）レジストパターン層形成 （ｈ）電極層形成 （ｉ）リフトオフ加工（レジスト除去）
１ Ｐｔ薄膜 ２ セラミック薄膜 ３ Ｐｔ薄膜 ４ 下部電極 ５ ＰＺＴ膜 ６ ポジ型フォトレジスト層 ７ ネガ型フォトレジスト層 ８ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/083 41/22 // Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｅ 6921−4Ｅ Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の電気伝導層の上に、セラミック層
と電気伝導層の積層構造を１単位として複数単位が積層
されていることを特徴とする積層体に於いて、その積層
体が基板上に形成され、かつ各層が薄膜からなることを
特徴とする基板付き薄膜積層体。 - 【請求項２】 薄膜積層体のセラミック層が、金属有機
化合物を用いた塗布、焼成による製膜法で形成されたも
のである請求項１記載の薄膜積層体。 - 【請求項３】 薄膜積層体の基板が部分的に除去され、
薄膜積層体が部分的に自立体として形成されていること
を特徴とする請求項１または２記載の薄膜積層体。 - 【請求項４】 薄膜積層体が連続部および非連続部から
なる構造にパターン化された請求項１、２または３記載
の薄膜積層体。 - 【請求項５】 基板上の第１の電気伝導層の上に、セラ
ミック層と電気伝導層の積層構造を１単位として複数単
位を積層することにより請求項１、２、３または４記載
の薄膜積層体を作製する方法において、フォトリソグラ
フィー、エッチング手法により自己整合的に薄膜の作製
および加工を行なうことを特徴とする薄膜積層体の作製
方法。 - 【請求項６】 薄膜積層体のセラミック層を金属有機化
合物を用いた塗布、焼成による製膜法で行うことを特徴
とする請求項５記載の薄膜積層体の作製方法。 - 【請求項７】 請求項１、２、３または４記載の基板付
き薄膜積層体上に機能性薄膜素子および／または機能性
薄膜装置を有することを特徴とする薄膜積層体を有する
機能性素子およびその装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35050893A JP3710498B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 基板付き薄膜積層体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35050893A JP3710498B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 基板付き薄膜積層体の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201226A true JPH07201226A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3710498B2 JP3710498B2 (ja) | 2005-10-26 |
Family
ID=18410973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35050893A Expired - Fee Related JP3710498B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 基板付き薄膜積層体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3710498B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173301A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-23 | Seiko Epson Corp | 圧電発光素子、表示装置およびそれらの製造方法 |
| KR100762006B1 (ko) * | 2006-06-13 | 2007-09-28 | 삼성전기주식회사 | 무수축 세라믹 기판의 제조방법 |
| US8178285B2 (en) | 2008-03-06 | 2012-05-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing piezoelectric/electrostrictive film type element |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35050893A patent/JP3710498B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173301A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-23 | Seiko Epson Corp | 圧電発光素子、表示装置およびそれらの製造方法 |
| KR100762006B1 (ko) * | 2006-06-13 | 2007-09-28 | 삼성전기주식회사 | 무수축 세라믹 기판의 제조방법 |
| US8178285B2 (en) | 2008-03-06 | 2012-05-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing piezoelectric/electrostrictive film type element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3710498B2 (ja) | 2005-10-26 |
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