JPH09221393A - 鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法 - Google Patents
鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法Info
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- JPH09221393A JPH09221393A JP2565196A JP2565196A JPH09221393A JP H09221393 A JPH09221393 A JP H09221393A JP 2565196 A JP2565196 A JP 2565196A JP 2565196 A JP2565196 A JP 2565196A JP H09221393 A JPH09221393 A JP H09221393A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｃ軸配向度が高い、鉛含有ペロブスカイト強
誘電体単結晶膜の製造方法を提供すると共に、優れた誘
電性、圧電性、光物性等を示す鉛含有ペロブスカイト強
誘電体単結晶膜を提供することを目的とする。 【解決手段】 ｃ軸が基板表面に垂直な方向に配向して
いることを特徴とする鉛含有ペロブスカイト型強誘電体
単結晶膜、及びメルトの過冷却温度が、強誘電体単結晶
膜のキュリー点以下であって、該過冷却温度でエピタキ
シャル成長を行うことにより、形成したことを特徴とす
る前記鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜の製造
方法。
誘電体単結晶膜の製造方法を提供すると共に、優れた誘
電性、圧電性、光物性等を示す鉛含有ペロブスカイト強
誘電体単結晶膜を提供することを目的とする。 【解決手段】 ｃ軸が基板表面に垂直な方向に配向して
いることを特徴とする鉛含有ペロブスカイト型強誘電体
単結晶膜、及びメルトの過冷却温度が、強誘電体単結晶
膜のキュリー点以下であって、該過冷却温度でエピタキ
シャル成長を行うことにより、形成したことを特徴とす
る前記鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜の製造
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ペロブスカイト型結晶構造を
有する強誘電体単結晶膜に係り、特に鉛を含有する強誘
電体単結晶膜及びその製造方法に関する。
有する強誘電体単結晶膜に係り、特に鉛を含有する強誘
電体単結晶膜及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】化学式
ＡＢＯ3で示され、ペロブスカイト型結晶構造を有する
誘電体は、そのAの部分（以下、Ａサイトという）に鉛
を含有した場合、顕著な誘電性、圧電性、光物性等を示
すことが知られている(セラミストのための電気物性入門、内
田老鶴圃、P.84(1990)・強誘電性と高温超伝導、P.52〜6
7、裳華房(1993))。上記誘電体の中には、PbTiO3、(PbL
a)TiO3、Pb(TiZr)O3、(PbLa)(TiZr)O3等に代表される強
誘電体がある。これらの強誘電体は、その多くが、正方
晶の結晶構造を有し、ｃ軸方向に自発分極するものであ
り、優れた誘電性、圧電性、光物性等を示す。
ＡＢＯ3で示され、ペロブスカイト型結晶構造を有する
誘電体は、そのAの部分（以下、Ａサイトという）に鉛
を含有した場合、顕著な誘電性、圧電性、光物性等を示
すことが知られている(セラミストのための電気物性入門、内
田老鶴圃、P.84(1990)・強誘電性と高温超伝導、P.52〜6
7、裳華房(1993))。上記誘電体の中には、PbTiO3、(PbL
a)TiO3、Pb(TiZr)O3、(PbLa)(TiZr)O3等に代表される強
誘電体がある。これらの強誘電体は、その多くが、正方
晶の結晶構造を有し、ｃ軸方向に自発分極するものであ
り、優れた誘電性、圧電性、光物性等を示す。
【０００３】これら強誘電体の優れた特性を利用したデ
バイス、例えば、誘電性を利用したコンデンサ、圧電性
を利用した圧電素子や振動子、光物性を利用した光変調
器や光スイッチ等が検討されている。更に、近年では誘
電体メモリー素子への応用も検討されている。しかし、
これらのデバイスに於いて、良好な特性を得るために
は、膜質の良い強誘電体の単結晶膜を、形成する必要が
ある。又、強誘電体を薄膜状に形成することは、材料学
的にも数々の利点を有している(薄膜材料工学、P.4〜5、
海文堂(1989))。
バイス、例えば、誘電性を利用したコンデンサ、圧電性
を利用した圧電素子や振動子、光物性を利用した光変調
器や光スイッチ等が検討されている。更に、近年では誘
電体メモリー素子への応用も検討されている。しかし、
これらのデバイスに於いて、良好な特性を得るために
は、膜質の良い強誘電体の単結晶膜を、形成する必要が
ある。又、強誘電体を薄膜状に形成することは、材料学
的にも数々の利点を有している(薄膜材料工学、P.4〜5、
海文堂(1989))。
【０００４】上記強誘電体からなる膜の製造方法として
は、スパッタ法などの気相法やゾル・ゲル法などの液相
法が一般的であるが、これにより製造された膜は一般に
多結晶状態であるため、強誘電体にみられる自発分極の
方向は個々の結晶粒毎に異なり、全体として分極方向が
ランダムとなり、強誘電性をほとんど示さない。従っ
て、上記デバイスに応用しても十分な特性を発揮できな
かった。
は、スパッタ法などの気相法やゾル・ゲル法などの液相
法が一般的であるが、これにより製造された膜は一般に
多結晶状態であるため、強誘電体にみられる自発分極の
方向は個々の結晶粒毎に異なり、全体として分極方向が
ランダムとなり、強誘電性をほとんど示さない。従っ
て、上記デバイスに応用しても十分な特性を発揮できな
かった。
【０００５】この改善策として、膜に垂直な方向に電界
印加等を行い、結晶粒のｃ軸方向を強制的に揃えること
(以後これを分極操作と記す)がある。しかし、この分極
操作により結晶粒のｃ軸方向を強制的に揃えた場合、結
晶格子の変形による応力が発生し、膜内部にクラックが
発生したり、基板と膜とが剥離することがあり、薄膜材
料として上記デバイスに用いることが困難であった。
印加等を行い、結晶粒のｃ軸方向を強制的に揃えること
(以後これを分極操作と記す)がある。しかし、この分極
操作により結晶粒のｃ軸方向を強制的に揃えた場合、結
晶格子の変形による応力が発生し、膜内部にクラックが
発生したり、基板と膜とが剥離することがあり、薄膜材
料として上記デバイスに用いることが困難であった。
【０００６】又、MgO等を用いスパッタ法などでPbTiO3
膜を形成すると、高いｃ軸配向性をもつ多結晶膜（膜面
に垂直な方向に大部分のｃ軸成分が向いている多結晶
膜）であるｃ軸配向膜が得られることが示されている
(J.J.A.P、vol.30、No.9B、P.2145〜2148(1991))。本文献
によれば、ｃ軸配向性の原因として、成膜時の基板温度
と成膜された膜のキュリー点との温度差や、基板と膜と
の格子定数差によって、膜面に平行に働く圧縮応力が挙
げられている。
膜を形成すると、高いｃ軸配向性をもつ多結晶膜（膜面
に垂直な方向に大部分のｃ軸成分が向いている多結晶
膜）であるｃ軸配向膜が得られることが示されている
(J.J.A.P、vol.30、No.9B、P.2145〜2148(1991))。本文献
によれば、ｃ軸配向性の原因として、成膜時の基板温度
と成膜された膜のキュリー点との温度差や、基板と膜と
の格子定数差によって、膜面に平行に働く圧縮応力が挙
げられている。
【０００７】又、別の文献(J.Mat.Sci.Lett.、No.14、P.6
29〜632(1995))に於いては、成膜時の基板温度とキュリ
ー点の温度差△Tが大きい程、この圧縮応力が強くな
り、ｃ軸配向度が大きくなることが示されている。
29〜632(1995))に於いては、成膜時の基板温度とキュリ
ー点の温度差△Tが大きい程、この圧縮応力が強くな
り、ｃ軸配向度が大きくなることが示されている。
【０００８】尚、上記デバイスに応用して良好な特性を
得るには、ほぼ１００％のｃ軸配向度が要求され、上記
文献の記載に従って１００%の配向を得るためには、△T
を５００℃程度にする必要がある。従って、例えばPbTi
O3からなるｃ軸配向膜を成膜する場合には、成膜時の基
板温度を９９０℃という高温にしなければならない。
得るには、ほぼ１００％のｃ軸配向度が要求され、上記
文献の記載に従って１００%の配向を得るためには、△T
を５００℃程度にする必要がある。従って、例えばPbTi
O3からなるｃ軸配向膜を成膜する場合には、成膜時の基
板温度を９９０℃という高温にしなければならない。
【０００９】しかし、この基板温度で成膜を行った場
合、成膜された膜からのPbOの再蒸発が著しくなり、結
晶完全性の高い膜を得ることができない。
合、成膜された膜からのPbOの再蒸発が著しくなり、結
晶完全性の高い膜を得ることができない。
【００１０】一方、結晶完全性の高い、品質の良い膜が
得られる基板温度は６００℃程度とされるが、この基板
温度ではｃ軸配向度がほぼ１００％のｃ軸配向膜を得る
ことができない。
得られる基板温度は６００℃程度とされるが、この基板
温度ではｃ軸配向度がほぼ１００％のｃ軸配向膜を得る
ことができない。
【００１１】以上述べたように鉛を含有するペロブスカ
イト型強誘電体で、完全なｃ軸配向膜を得ることは困難
であった。
イト型強誘電体で、完全なｃ軸配向膜を得ることは困難
であった。
【００１２】又、ｃ軸配向度がほぼ１００％のC軸配向
膜が得られたとしても、そのｃ軸配向膜が多結晶膜であ
れば、単結晶の場合ような高い特性が得られない(単結
晶(製造と展望)、内田老鶴圃、P.37〜40(1990))。例え
ば、多結晶膜を光デバイスに用いた場合、この多結晶膜
中を光が透過する際に、その結晶粒界における損失が大
きくなり、良好な特性が得られない。
膜が得られたとしても、そのｃ軸配向膜が多結晶膜であ
れば、単結晶の場合ような高い特性が得られない(単結
晶(製造と展望)、内田老鶴圃、P.37〜40(1990))。例え
ば、多結晶膜を光デバイスに用いた場合、この多結晶膜
中を光が透過する際に、その結晶粒界における損失が大
きくなり、良好な特性が得られない。
【００１３】尚、一般に誘電体薄膜を基板上に形成する
場合に用いられる成膜法としては、上記以外にもＣＶ
Ｄ、蒸着等の気相法、ゾル・ゲル法、水熱合成法、液相
エピタキシャル法、電着等の液相法、スピンコート、ド
クターブレード、スクリーン印刷等の塗布法（固相法）
が知られている。
場合に用いられる成膜法としては、上記以外にもＣＶ
Ｄ、蒸着等の気相法、ゾル・ゲル法、水熱合成法、液相
エピタキシャル法、電着等の液相法、スピンコート、ド
クターブレード、スクリーン印刷等の塗布法（固相法）
が知られている。
【００１４】しかし、気相法(表面科学、vol.16、No.7、P.
410〜414(1995))によるものは、そのほとんどが結晶粒
界をもつもので、単結晶ではなく、又、約1μｍ以上の
膜厚の場合には、十分なｃ軸配向性をもったｃ軸配向膜
も得られていない。
410〜414(1995))によるものは、そのほとんどが結晶粒
界をもつもので、単結晶ではなく、又、約1μｍ以上の
膜厚の場合には、十分なｃ軸配向性をもったｃ軸配向膜
も得られていない。
【００１５】又、ゾル・ゲル法では、得られる膜は多結
晶状になり、水熱合成法(J.J.A.P、vol.30、No.9B、P.2174
〜2177、（1991))では、微細な結晶の集合体しか得られ
ていない。
晶状になり、水熱合成法(J.J.A.P、vol.30、No.9B、P.2174
〜2177、（1991))では、微細な結晶の集合体しか得られ
ていない。
【００１６】又、塗布法(日本セラミックス協会学術論文誌103
巻No.7、P.660〜663(1995))の場合も、得られる膜は多結
晶状になる。
巻No.7、P.660〜663(1995))の場合も、得られる膜は多結
晶状になる。
【００１７】一方、液相エピタキシャル法による成膜に
ついては液相−固相平衡に近い状態で成長がおこなわれ
るため、一般に高品質の単結晶膜が得られるとされてい
る(ELEMENTARY CRYSTAL GROWTH、Saan Publishers、P.489
〜520、(1994))。
ついては液相−固相平衡に近い状態で成長がおこなわれ
るため、一般に高品質の単結晶膜が得られるとされてい
る(ELEMENTARY CRYSTAL GROWTH、Saan Publishers、P.489
〜520、(1994))。
【００１８】この方法による酸化物単結晶膜の作製例と
しては、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネッ
ト）基板上のガーネットフェライト、ＬｉＮｂＯ3又は
ＬｉＴａＯ3基板上のＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3(日本結
晶学会誌第31巻、P.105(1989))や、高温超伝導材料(App
l.Phys.Lett.、vol.66(11)、No.13、P.1421、1995)等が知ら
れている。
しては、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネッ
ト）基板上のガーネットフェライト、ＬｉＮｂＯ3又は
ＬｉＴａＯ3基板上のＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3(日本結
晶学会誌第31巻、P.105(1989))や、高温超伝導材料(App
l.Phys.Lett.、vol.66(11)、No.13、P.1421、1995)等が知ら
れている。
【００１９】しかし、この方法によってｃ軸配向膜であ
る鉛含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜を形成するに
は、以下の条件を満たす必要となるが、これら全ての条
件を満たすことは容易でなかった。
る鉛含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜を形成するに
は、以下の条件を満たす必要となるが、これら全ての条
件を満たすことは容易でなかった。
【００２０】一般に液相エピタキシャル法では、５００
℃以下での成膜が可能なメルト（溶液又は溶融液）を作
製すること（メルト組成を見いだすこと）が困難なた
め、成膜は５００℃以上で行われる。しかし、これは鉛
ペロブスカイト強誘電体のキュリー点以上の温度である
ため、製膜後の冷却過程において膜の結晶構造変化が起
こる。その結果、大きな内部応力によるクラックが発生
する。又、基板に垂直な方向にｃ軸成分とa軸成分の混
在する９０°ドメイン構造となり、完全なｃ軸配向とは
ならない。
℃以下での成膜が可能なメルト（溶液又は溶融液）を作
製すること（メルト組成を見いだすこと）が困難なた
め、成膜は５００℃以上で行われる。しかし、これは鉛
ペロブスカイト強誘電体のキュリー点以上の温度である
ため、製膜後の冷却過程において膜の結晶構造変化が起
こる。その結果、大きな内部応力によるクラックが発生
する。又、基板に垂直な方向にｃ軸成分とa軸成分の混
在する９０°ドメイン構造となり、完全なｃ軸配向とは
ならない。
【００２１】従って、メルトの過冷却温度、つまり液相
エピタキシャル法により成膜（エピタキシャル成長）を
行うときの温度が、膜のキュリー点より低い温度でなけ
ればならない。
エピタキシャル法により成膜（エピタキシャル成長）を
行うときの温度が、膜のキュリー点より低い温度でなけ
ればならない。
【００２２】しかし、目的組成が生成するメルト組成
や、低温でエピタキシャル成長可能な範囲を示した状態
図はほとんどないため、この条件を満たすメルト組成の
検討は、非常に時間のかかる困難な作業である(日本結
晶学会誌第20巻、No.4、P.389(1993))。
や、低温でエピタキシャル成長可能な範囲を示した状態
図はほとんどないため、この条件を満たすメルト組成の
検討は、非常に時間のかかる困難な作業である(日本結
晶学会誌第20巻、No.4、P.389(1993))。
【００２３】又、液相エピタキシャル法による成膜（エ
ピタキシャル成長）に於いては、メルトと基板が高温状
態で接触するが、メルトはこの際に基板と反応しないも
のでなければならない(日本結晶学会誌 第31巻、P.105(1
989))。
ピタキシャル成長）に於いては、メルトと基板が高温状
態で接触するが、メルトはこの際に基板と反応しないも
のでなければならない(日本結晶学会誌 第31巻、P.105(1
989))。
【００２４】尚、一般的なフラックスを用いたメルトで
は、このフラックス成分により基板がメルト中で溶解作
用を受けるため（Journal of Crystal Growth、vol.3 N
o.4、P.443〜444(1968))、フラックスについても検討す
る必要がある。
は、このフラックス成分により基板がメルト中で溶解作
用を受けるため（Journal of Crystal Growth、vol.3 N
o.4、P.443〜444(1968))、フラックスについても検討す
る必要がある。
【００２５】又、本発明にかかる強誘電体のように鉛を
含有する化合物を必須の主成分とするものは、ＰｂＯ、
ＰｂＦ2、ＰｂＣｌ2等の自己フラックスを用いることが
望ましいが、これらは高温では蒸気圧が高いため、メル
ト組成が変化してしまい、液相の過冷却状態を維持する
ことが困難である。また鉛を含有するフラックスは基板
に対する浸食性が特に高いため、メルト中の基板の溶解
現象が顕著に現れてしまう。
含有する化合物を必須の主成分とするものは、ＰｂＯ、
ＰｂＦ2、ＰｂＣｌ2等の自己フラックスを用いることが
望ましいが、これらは高温では蒸気圧が高いため、メル
ト組成が変化してしまい、液相の過冷却状態を維持する
ことが困難である。また鉛を含有するフラックスは基板
に対する浸食性が特に高いため、メルト中の基板の溶解
現象が顕著に現れてしまう。
【００２６】そこで、本発明は、ｃ軸配向度が高い、鉛
含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜の製造方法を提供
すると共に、優れた誘電性、圧電性、光物性等を示す鉛
含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜を提供することを
目的とする。
含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜の製造方法を提供
すると共に、優れた誘電性、圧電性、光物性等を示す鉛
含有ペロブスカイト強誘電体単結晶膜を提供することを
目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の鉛含有ペ
ロブスカイト型強誘電体単結晶膜は、ｃ軸が基板表面に
垂直な方向に配向していることを特徴とするものであ
る。
ロブスカイト型強誘電体単結晶膜は、ｃ軸が基板表面に
垂直な方向に配向していることを特徴とするものであ
る。
【００２８】請求項２記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、メルトの過冷却温度が、
強誘電体単結晶膜のキュリー点以下であって、該過冷却
温度でエピタキシャル成長を行うことにより、基板表面
に垂直な方向に強誘電体単結晶膜のｃ軸を配向させるこ
とを特徴とするものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、メルトの過冷却温度が、
強誘電体単結晶膜のキュリー点以下であって、該過冷却
温度でエピタキシャル成長を行うことにより、基板表面
に垂直な方向に強誘電体単結晶膜のｃ軸を配向させるこ
とを特徴とするものである。
【００２９】つまり、上記製造方法は、メルト（溶液又
は溶融液）の過冷却温度又は過飽和温度が、かかるメル
トを用いて成膜する強誘電体単結晶膜のキュリー点より
低いことを特徴とするものである。
は溶融液）の過冷却温度又は過飽和温度が、かかるメル
トを用いて成膜する強誘電体単結晶膜のキュリー点より
低いことを特徴とするものである。
【００３０】請求項３記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２に於いて、上記
メルトが、酸化鉛とフッ化鉛を８：２〜４：６の範囲で
混合した鉛供給成分とチタン供給成分からなり、かつ前
記チタン供給成分を、前記鉛供給成分の鉛成分総モル数
に対して０．０２〜０．１５のモル比で含有することを
特徴とするものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２に於いて、上記
メルトが、酸化鉛とフッ化鉛を８：２〜４：６の範囲で
混合した鉛供給成分とチタン供給成分からなり、かつ前
記チタン供給成分を、前記鉛供給成分の鉛成分総モル数
に対して０．０２〜０．１５のモル比で含有することを
特徴とするものである。
【００３１】請求項４記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項３において、上記
メルトが、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合
物、ジルコニウム化合物、ランタン化合物、希土類元素
化合物のうちの少なくとも１種類を、鉛供給成分の鉛成
分総モル数に対して０．０１〜０．６のモル比で含有す
ることを特徴とするものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項３において、上記
メルトが、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合
物、ジルコニウム化合物、ランタン化合物、希土類元素
化合物のうちの少なくとも１種類を、鉛供給成分の鉛成
分総モル数に対して０．０１〜０．６のモル比で含有す
ることを特徴とするものである。
【００３２】つまり、上記製造方法で用いるメルトは、
ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜のＡサイト又はＢサ
イトの元素の一部を置換するために、アルカリ金属化合
物、アルカリ土類金属化合物、ジルコニウム化合物、ラ
ンタン化合物、希土類元素化合物のうちの少なくとも１
種類を、鉛供給成分の鉛成分総モル数に対して０．０１
〜０．６のモル比で加えたものである。
ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜のＡサイト又はＢサ
イトの元素の一部を置換するために、アルカリ金属化合
物、アルカリ土類金属化合物、ジルコニウム化合物、ラ
ンタン化合物、希土類元素化合物のうちの少なくとも１
種類を、鉛供給成分の鉛成分総モル数に対して０．０１
〜０．６のモル比で加えたものである。
【００３３】請求項５記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項３において、上記
メルトが、ホウ素化合物、ビスマス化合物、アルカリ金
属化合物、アルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも
１種類を、鉛供給成分の鉛成分総モル数に対して０．０
１２５〜１．００のモル比で含有することを特徴とする
ものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項３において、上記
メルトが、ホウ素化合物、ビスマス化合物、アルカリ金
属化合物、アルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも
１種類を、鉛供給成分の鉛成分総モル数に対して０．０
１２５〜１．００のモル比で含有することを特徴とする
ものである。
【００３４】つまり、上記製造方法で用いるメルトは、
結晶育成にかかる成分である、ホウ素化合物、ビスマス
化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物
のうちの少なくとも１種類を、鉛供給成分の鉛成分総モ
ル数に対して０．０１２５〜１．００のモル比で加えた
ものである。
結晶育成にかかる成分である、ホウ素化合物、ビスマス
化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物
のうちの少なくとも１種類を、鉛供給成分の鉛成分総モ
ル数に対して０．０１２５〜１．００のモル比で加えた
ものである。
【００３５】請求項６記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２乃至請求項５の
いずれかに於いて、単結晶基板として、単位結晶格子の
少なくとも1辺の長さが、３．５０〜４．３０Å又は
５．００〜６．００Åの範囲にあるものを用いることを
特徴とするものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２乃至請求項５の
いずれかに於いて、単結晶基板として、単位結晶格子の
少なくとも1辺の長さが、３．５０〜４．３０Å又は
５．００〜６．００Åの範囲にあるものを用いることを
特徴とするものである。
【００３６】請求項７記載の鉛含有ペロブスカイト型強
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２乃至請求項５の
いずれかに於いて、単結晶基板として、チタン酸ストロ
ンチウム(SrTiO3)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミン
酸ランタン(LaAlO3)、アルミン酸イットリウム(YAl
O3)、アルミン酸ネオジウム(NdAlO3)、ガリウム酸ラン
タン(LaGaO3)、ガリウム酸ネオジウム(NdGaO3)、ガリウ
ム酸プラセオジウム(PrGaO3)、ガリウム酸ストロンチウ
ムランタン(LaSrGaO4)、サファイア(Al2O3)等の単結晶
基板、又は、その構成元素の一部を他の元素で置換した
ものを用いることを特徴とするものである。
誘電体単結晶膜の製造方法は、請求項２乃至請求項５の
いずれかに於いて、単結晶基板として、チタン酸ストロ
ンチウム(SrTiO3)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミン
酸ランタン(LaAlO3)、アルミン酸イットリウム(YAl
O3)、アルミン酸ネオジウム(NdAlO3)、ガリウム酸ラン
タン(LaGaO3)、ガリウム酸ネオジウム(NdGaO3)、ガリウ
ム酸プラセオジウム(PrGaO3)、ガリウム酸ストロンチウ
ムランタン(LaSrGaO4)、サファイア(Al2O3)等の単結晶
基板、又は、その構成元素の一部を他の元素で置換した
ものを用いることを特徴とするものである。
【００３７】
【発明の実施の態様】［本発明にかかる強誘電体膜につ
いて］本発明にかかる強誘電体膜は、ｃ軸配向度が高
い、鉛を含有するペロブスカイト型構造の単結晶膜であ
る。ここで、ペロブスカイト型構造とは、一般式ABOzで
示される化合物のとる結晶構造の１形式であって、代表
的化合物として灰チタン石(CaTiO3)が知られている。上
記一般式において、Ａ及びＢは陽イオンを表し、結晶が
化学量論比を構成する場合は、A/Bモル比は１であり、
ｚは３である。
いて］本発明にかかる強誘電体膜は、ｃ軸配向度が高
い、鉛を含有するペロブスカイト型構造の単結晶膜であ
る。ここで、ペロブスカイト型構造とは、一般式ABOzで
示される化合物のとる結晶構造の１形式であって、代表
的化合物として灰チタン石(CaTiO3)が知られている。上
記一般式において、Ａ及びＢは陽イオンを表し、結晶が
化学量論比を構成する場合は、A/Bモル比は１であり、
ｚは３である。
【００３８】しかし、通常は、正確にこのような組成比
となることは稀であるが、A/Bモル比が０．８〜1．１の
範囲から逸脱すると結晶品質が低下すると共に、絶縁性
の確保が困難となる。尚、ｚはA/Bモル比が決定すれ
ば、上記一般式で示される結晶中の総電荷量が０になる
ように決定される。
となることは稀であるが、A/Bモル比が０．８〜1．１の
範囲から逸脱すると結晶品質が低下すると共に、絶縁性
の確保が困難となる。尚、ｚはA/Bモル比が決定すれ
ば、上記一般式で示される結晶中の総電荷量が０になる
ように決定される。
【００３９】本発明の場合、鉛含有ペロブスカイト型化
合物であるため、下記の一般式で表わすことができる。
合物であるため、下記の一般式で表わすことができる。
【００４０】（Ｐｂx-aＭ１a）Ｍ２yＯz・・・（１）こ
の一般式（１）に於いて、a、ｘは0≦a＜ｘの関係を、
ｘ、ｙはｘ／ｙ=０．８〜１．１の関係を満たす。ｚは
２．８〜３．２の範囲に含まれ、酸素原子の一部が塩素
原子やふっ素原子などのハロゲン原子で置換されていて
も良い。Ｍ１は通常一価、二価、又は三価の金属で、例
えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ビスマス・ラン
タン（ビスマスとランタンの双方）等が挙げられるが、
これらの中でリチウム、ナトリウム、バリウム、ストロ
ンチウム、カルシウム、マグネシウム、ビスマス・ラン
タンが好適である。Ｍ２は、通常チタンであるが、その
一部がジルコニウム、 、 等
で置換されていても良い。
の一般式（１）に於いて、a、ｘは0≦a＜ｘの関係を、
ｘ、ｙはｘ／ｙ=０．８〜１．１の関係を満たす。ｚは
２．８〜３．２の範囲に含まれ、酸素原子の一部が塩素
原子やふっ素原子などのハロゲン原子で置換されていて
も良い。Ｍ１は通常一価、二価、又は三価の金属で、例
えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ビスマス・ラン
タン（ビスマスとランタンの双方）等が挙げられるが、
これらの中でリチウム、ナトリウム、バリウム、ストロ
ンチウム、カルシウム、マグネシウム、ビスマス・ラン
タンが好適である。Ｍ２は、通常チタンであるが、その
一部がジルコニウム、 、 等
で置換されていても良い。
【００４１】又、本発明にかかる強誘電体単結晶膜は、
自発分極方位(ｃ軸)が基板に垂直な方向に膜成長したも
のであって、その膜厚は少なくとも２μm以上であり、
成膜した状態で後加工（表面加工）することなく平滑な
表面を有するものである。
自発分極方位(ｃ軸)が基板に垂直な方向に膜成長したも
のであって、その膜厚は少なくとも２μm以上であり、
成膜した状態で後加工（表面加工）することなく平滑な
表面を有するものである。
【００４２】ここで、膜厚については、実用性、経済性
及び膜形成の容易さなどの面から、膜厚は２〜１００μ
mの範囲が好ましく、特に５〜７０μmの範囲が好適であ
る。尚、前記膜厚は、膜形成後に膜の断面を顕微鏡で観
察し、０．１mm間隔で１０点を測定して得た数値の平均
値である。
及び膜形成の容易さなどの面から、膜厚は２〜１００μ
mの範囲が好ましく、特に５〜７０μmの範囲が好適であ
る。尚、前記膜厚は、膜形成後に膜の断面を顕微鏡で観
察し、０．１mm間隔で１０点を測定して得た数値の平均
値である。
【００４３】［本発明にかかる強誘電体膜の製造方法］
次に、液相エピタキシャル法により、本発明にかかる強
誘電体膜を製造する方法について説明する。ここで、液
相エピタキシャル法とは、過冷却状態もしくは過飽和状
態にあるメルト（溶液又は溶融液）中に単結晶基板を浸
漬し、この基板上にエピタキシャルな結晶を成長させる
方法である。
次に、液相エピタキシャル法により、本発明にかかる強
誘電体膜を製造する方法について説明する。ここで、液
相エピタキシャル法とは、過冷却状態もしくは過飽和状
態にあるメルト（溶液又は溶融液）中に単結晶基板を浸
漬し、この基板上にエピタキシャルな結晶を成長させる
方法である。
【００４４】上記単結晶基板としては、エピタキシャル
成長温度における膜の格子定数との整合性が良く、かつ
熱膨張曲線も膜のそれに近いものであって、鉛含有原料
溶融液により損傷を受けにくいものが用いられる。ここ
で、膜の格子定数との整合性が良くない基板を用いる
と、膜が多結晶状になったり、全く成長しない場合があ
り、熱膨張曲線の差異が大きいと、熱膨脹の違いによる
応力によって、膜クラックや剥離が生じることがある。
成長温度における膜の格子定数との整合性が良く、かつ
熱膨張曲線も膜のそれに近いものであって、鉛含有原料
溶融液により損傷を受けにくいものが用いられる。ここ
で、膜の格子定数との整合性が良くない基板を用いる
と、膜が多結晶状になったり、全く成長しない場合があ
り、熱膨張曲線の差異が大きいと、熱膨脹の違いによる
応力によって、膜クラックや剥離が生じることがある。
【００４５】上記単結晶基板と膜の格子定数の整合をと
るためには、単位結晶格子a、b、cの少なくとも２辺の
長さが３．５０〜４．３０Åである単結晶基板、又は、
その値に約２0.5（２の平方根に近い値）をかけた、
５．００〜６．００Åの範囲にある単結晶基板を用いる
必要がある。ここで、５．００〜６．００Åの範囲にあ
る単結晶基板を用いた場合には、膜の単位格子の対角線
との整合がとれ、エピタキシャル成長が可能になる。
るためには、単位結晶格子a、b、cの少なくとも２辺の
長さが３．５０〜４．３０Åである単結晶基板、又は、
その値に約２0.5（２の平方根に近い値）をかけた、
５．００〜６．００Åの範囲にある単結晶基板を用いる
必要がある。ここで、５．００〜６．００Åの範囲にあ
る単結晶基板を用いた場合には、膜の単位格子の対角線
との整合がとれ、エピタキシャル成長が可能になる。
【００４６】尚、結晶軸の方向を揃えるには、基板に平
行な方向にａ軸を揃えるか、又はｃ軸を揃えればよい
が、ｃ軸が基板面に垂直な方向に配向しているものの方
が、圧電素子等のデバイスに用いたときに、高い特性が
得られるため、上記単結晶基板として、強誘電体単結晶
膜のａ軸及びｂ軸と格子定数の近い基板を用いている。
かかる格子定数を有する基板を用いることによって、強
誘電体単結晶膜のｃ軸を、基板面に垂直な方向に揃える
ことができる。
行な方向にａ軸を揃えるか、又はｃ軸を揃えればよい
が、ｃ軸が基板面に垂直な方向に配向しているものの方
が、圧電素子等のデバイスに用いたときに、高い特性が
得られるため、上記単結晶基板として、強誘電体単結晶
膜のａ軸及びｂ軸と格子定数の近い基板を用いている。
かかる格子定数を有する基板を用いることによって、強
誘電体単結晶膜のｃ軸を、基板面に垂直な方向に揃える
ことができる。
【００４７】具体的には、チタン酸ストロンチウム(SrT
iO3)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(La
AlO3)、アルミン酸イットリウム(YAlO3)、アルミン酸ネ
オジウム(NdAlO3)、ガリウム酸ランタン(LaGaO3)、ガリ
ウム酸ネオジウム(NdGaO3)、ガリウム酸プラセオジウム
(PrGaO3)、ガリウム酸ストロンチウムランタン(LaSrGaO
4)、サファイア(Al2O3)等の単結晶基板、又は、その構
成元素の一部を他の元素で置換したものを用いることが
できる。特に、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化
マグネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(LaAlO3)の単
結晶基板は、鉛原料溶融液による損傷を受けにくいた
め、本発明にかかる鉛を含有する強誘電体膜を成膜する
単結晶基板として好適である。
iO3)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(La
AlO3)、アルミン酸イットリウム(YAlO3)、アルミン酸ネ
オジウム(NdAlO3)、ガリウム酸ランタン(LaGaO3)、ガリ
ウム酸ネオジウム(NdGaO3)、ガリウム酸プラセオジウム
(PrGaO3)、ガリウム酸ストロンチウムランタン(LaSrGaO
4)、サファイア(Al2O3)等の単結晶基板、又は、その構
成元素の一部を他の元素で置換したものを用いることが
できる。特に、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化
マグネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(LaAlO3)の単
結晶基板は、鉛原料溶融液による損傷を受けにくいた
め、本発明にかかる鉛を含有する強誘電体膜を成膜する
単結晶基板として好適である。
【００４８】次に、上記溶液又は溶融液の作製方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００４９】まず、液相エピタキシャル法により形成さ
れる単結晶膜が、前記一般式（１）で示される組成にな
るように、酸化鉛を含む原料混合物を調製する方法につ
いて説明する。この原料混合物は、通常、鉛供給成分と
チタン供給成分を基本成分とする。
れる単結晶膜が、前記一般式（１）で示される組成にな
るように、酸化鉛を含む原料混合物を調製する方法につ
いて説明する。この原料混合物は、通常、鉛供給成分と
チタン供給成分を基本成分とする。
【００５０】ここで、鉛供給成分としては、例えば酸化
鉛(PbO、PbO2、Pb3O4等)とフッ化鉛(PbF2)の割合をＰｂ
のモル比に換算して、（酸化鉛：フッ化鉛＝）８：２か
ら４：６の範囲で含有するものを用いることができる。
鉛(PbO、PbO2、Pb3O4等)とフッ化鉛(PbF2)の割合をＰｂ
のモル比に換算して、（酸化鉛：フッ化鉛＝）８：２か
ら４：６の範囲で含有するものを用いることができる。
【００５１】又、チタン供給成分としては、例えば酸化
チタン(TiO2)を用いることができ、Ｔｉ原子の割合が鉛
供給成分に含まれるＰｂの総モル数に対して０．０２か
ら０．１５のモル比の範囲で含有されるように調製す
る。この割合が０．０２未満では膜品質が低下し、実用
に供することが困難となり、０．１５より大きい場合に
は、成膜時の温度（膜育成温度）が一般的な鉛系強誘電
体のキュリー点の上限である５００℃を越え、ｃ軸配向
膜が得られない。
チタン(TiO2)を用いることができ、Ｔｉ原子の割合が鉛
供給成分に含まれるＰｂの総モル数に対して０．０２か
ら０．１５のモル比の範囲で含有されるように調製す
る。この割合が０．０２未満では膜品質が低下し、実用
に供することが困難となり、０．１５より大きい場合に
は、成膜時の温度（膜育成温度）が一般的な鉛系強誘電
体のキュリー点の上限である５００℃を越え、ｃ軸配向
膜が得られない。
【００５２】本発明においては、上記鉛供給成分とチタ
ン供給成分とから成る基本組成に対し、所望により結晶
育成を向上させるためや、結晶育成温度を制御（過冷却
状態を制御）するための成分を加えてもよい。
ン供給成分とから成る基本組成に対し、所望により結晶
育成を向上させるためや、結晶育成温度を制御（過冷却
状態を制御）するための成分を加えてもよい。
【００５３】上記結晶育成にかかる成分（結晶育成を向
上させるためや、結晶育成温度を制御するための成分）
としては、酸化ホウ素（B2O3)等を用いたホウ素供給成
分、又は酸化ビスマス（Bi2O3)等を用いたビスマス供給
成分が好適であるが、酸化カリウム(K2O)、フッ化カリ
ウム(KF)（カリウム供給成分）等のアルカリ金属化合物
を用いたアルカリ金属供給成分、酸化カルシウム(CaO)
（カルシウム供給成分）等のアルカリ土類金属化合物を
用いたアルカリ土類金属供給成分を用いてもよい。又、
これらの結晶育成にかかる成分は、２種以上用いてもよ
い。
上させるためや、結晶育成温度を制御するための成分）
としては、酸化ホウ素（B2O3)等を用いたホウ素供給成
分、又は酸化ビスマス（Bi2O3)等を用いたビスマス供給
成分が好適であるが、酸化カリウム(K2O)、フッ化カリ
ウム(KF)（カリウム供給成分）等のアルカリ金属化合物
を用いたアルカリ金属供給成分、酸化カルシウム(CaO)
（カルシウム供給成分）等のアルカリ土類金属化合物を
用いたアルカリ土類金属供給成分を用いてもよい。又、
これらの結晶育成にかかる成分は、２種以上用いてもよ
い。
【００５４】上記結晶育成にかかる成分の具体的な作用
効果を挙げると、ホウ素供給成分は、溶融液の粘性を高
める作用、鉛供給成分の蒸発を抑える作用、結晶育成温
度を低下させる作用、過冷却状態を安定化する作用を有
する。しかし、ホウ素供給成分を加える量によっては、
粘性の過度の増大を招き、基板への溶質の供給が妨げら
れ、好ましくない。
効果を挙げると、ホウ素供給成分は、溶融液の粘性を高
める作用、鉛供給成分の蒸発を抑える作用、結晶育成温
度を低下させる作用、過冷却状態を安定化する作用を有
する。しかし、ホウ素供給成分を加える量によっては、
粘性の過度の増大を招き、基板への溶質の供給が妨げら
れ、好ましくない。
【００５５】このような場合に、ビスマス供給成分、ア
ルカリ金属供給成分、アルカリ土類供給成分は、粘性を
低下させる作用があるため、これらの成分を加えること
により過度に増大した粘性を、好ましい粘性に制御する
ことが可能になる。
ルカリ金属供給成分、アルカリ土類供給成分は、粘性を
低下させる作用があるため、これらの成分を加えること
により過度に増大した粘性を、好ましい粘性に制御する
ことが可能になる。
【００５６】尚、上記結晶育成にかかる成分のうち、単
結晶膜中に取り込まれる成分については、単結晶膜を用
いる用途に応じて選択する必要がある。又、単結晶膜中
に結晶育成にかかる成分を含ませたくない場合には、単
結晶膜中に取り込まれない成分であるホウ素やカリウム
からなる成分が好適である。ここで、ホウ素やカリウム
が形成された単結晶膜中には含まれないのは、ホウ素に
ついてはイオン半径が極めて小さいためであり、又、カ
リウムについてはＰｂに比べイオン半径が極めて大きい
ためと考えられる。
結晶膜中に取り込まれる成分については、単結晶膜を用
いる用途に応じて選択する必要がある。又、単結晶膜中
に結晶育成にかかる成分を含ませたくない場合には、単
結晶膜中に取り込まれない成分であるホウ素やカリウム
からなる成分が好適である。ここで、ホウ素やカリウム
が形成された単結晶膜中には含まれないのは、ホウ素に
ついてはイオン半径が極めて小さいためであり、又、カ
リウムについてはＰｂに比べイオン半径が極めて大きい
ためと考えられる。
【００５７】又、これらの結晶育成にかかる成分が、そ
の作用効果を有効に発揮するために、鉛供給成分に含ま
れるＰｂの総モル数に対するモル比が、（鉛供給成分に
含まれるＰｂの総モル数：結晶育成にかかる成分＝）８
０：１から１：１の範囲であることが好ましく、より好
ましくは１５：１から２：１の範囲である。
の作用効果を有効に発揮するために、鉛供給成分に含ま
れるＰｂの総モル数に対するモル比が、（鉛供給成分に
含まれるＰｂの総モル数：結晶育成にかかる成分＝）８
０：１から１：１の範囲であることが好ましく、より好
ましくは１５：１から２：１の範囲である。
【００５８】尚、上記に於いては、結晶育成を向上させ
るためや、結晶育成温度を制御（過冷却状態を制御）す
るために、ホウ素供給成分、ビスマス供給成分、アルカ
リ金属供給成分、アルカリ土類供給成分をメルトに加え
たが、ペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電体単結
晶膜のＡサイト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔｉ）の元素の一
部を、金属元素で置換するためにかかる金属元素の化合
物をメルトに加えてもよい。
るためや、結晶育成温度を制御（過冷却状態を制御）す
るために、ホウ素供給成分、ビスマス供給成分、アルカ
リ金属供給成分、アルカリ土類供給成分をメルトに加え
たが、ペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電体単結
晶膜のＡサイト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔｉ）の元素の一
部を、金属元素で置換するためにかかる金属元素の化合
物をメルトに加えてもよい。
【００５９】上記金属元素としては、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、ジルコニウム、ランタン、希土類元素
等が挙げられ、化合物としては、LiCO3、SrCO3、MgCO3
等の炭酸化合物、Bi2O3、ZrO2、La2O3、Y2O3等の酸素化
合物、LiF、NaF、NaCl等のハロゲン化物が挙げられ、こ
れらは一種、又は２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。また、これら化合物は、原料混合物中のＰｂ供給成
分１モルに対し、０．０１〜０．６モルの範囲で加える
ことが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．４モル
の範囲である。
ルカリ土類金属、ジルコニウム、ランタン、希土類元素
等が挙げられ、化合物としては、LiCO3、SrCO3、MgCO3
等の炭酸化合物、Bi2O3、ZrO2、La2O3、Y2O3等の酸素化
合物、LiF、NaF、NaCl等のハロゲン化物が挙げられ、こ
れらは一種、又は２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。また、これら化合物は、原料混合物中のＰｂ供給成
分１モルに対し、０．０１〜０．６モルの範囲で加える
ことが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．４モル
の範囲である。
【００６０】上記金属元素で、強誘電体単結晶膜のＡサ
イト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔｉ）の元素の一部を置換し
たものの代表例としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（ＺｒＴｉ）
Ｏ3や、ＰＬＴ即ち（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3や、ＰＬＺＴ即
ち（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3がある。
イト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔｉ）の元素の一部を置換し
たものの代表例としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（ＺｒＴｉ）
Ｏ3や、ＰＬＴ即ち（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3や、ＰＬＺＴ即
ち（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3がある。
【００６１】
【実施例】本発明にかかる強誘電体単結晶膜の製造方法
について、以下の実施例で説明する。
について、以下の実施例で説明する。
【００６２】［実施例１］結晶育成にかかる成分として
ホウ素供給成分を用いた場合の実施例について説明す
る。
ホウ素供給成分を用いた場合の実施例について説明す
る。
【００６３】まず、鉛供給成分であるＰｂＯ、Ｐｂ
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2及びホウ素供給成分
であるＢ2Ｏ3からなる原料を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．
５：４．５ＴｉＯ2：（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2＋ＴｉＯ2＋Ｂ2
Ｏ3）＝５：１００（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ３＝
７：１のモル比で十分混合した。
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2及びホウ素供給成分
であるＢ2Ｏ3からなる原料を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．
５：４．５ＴｉＯ2：（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2＋ＴｉＯ2＋Ｂ2
Ｏ3）＝５：１００（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ３＝
７：１のモル比で十分混合した。
【００６４】次に、この混合物を白金製ルツボに入れ、
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて７００℃に昇
温し、７００℃で１時間保持し、更に７００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４５０℃で保持した。
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて７００℃に昇
温し、７００℃で１時間保持し、更に７００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４５０℃で保持した。
【００６５】次に、この溶液に（１００）方位ＳｒＴｉ
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
【００６６】このようにして形成された膜は透明であ
り、うすい黄色を呈し、表面には光沢があり、平滑であ
った。又、膜厚は全体に均一で、４μmであった。又、
蛍光Ｘ線分析により膜組成を調べたところ、ＰｂＯとＴ
ｉＯ2の比が１：１のＰｂＴｉＯ3であることが確認でき
た。ここで、図１に膜表面の微分干渉顕微鏡写真を示し
た。
り、うすい黄色を呈し、表面には光沢があり、平滑であ
った。又、膜厚は全体に均一で、４μmであった。又、
蛍光Ｘ線分析により膜組成を調べたところ、ＰｂＯとＴ
ｉＯ2の比が１：１のＰｂＴｉＯ3であることが確認でき
た。ここで、図１に膜表面の微分干渉顕微鏡写真を示し
た。
【００６７】更に、背面ラウエ法により膜の結晶性を調
べたところ、図２に示すようなきれいな４回対称性のス
ポットがみられ、単結晶であることが確認できた。
べたところ、図２に示すようなきれいな４回対称性のス
ポットがみられ、単結晶であることが確認できた。
【００６８】又、Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したと
ころ、図３に示す様に膜の（００ｎ）面のみのヒ゜ークがみ
られ、ｃ軸配向した膜であることが確認できた。
ころ、図３に示す様に膜の（００ｎ）面のみのヒ゜ークがみ
られ、ｃ軸配向した膜であることが確認できた。
【００６９】又、偏光顕微鏡を用いて観察したときに、
基板面に垂直な方向にａ軸を持つ領域の存在、つまり９
０°ドメインの存在は認められなかった。従って、基板
に垂直な方向にC軸が完全配向した膜であることが確認
できた。
基板面に垂直な方向にａ軸を持つ領域の存在、つまり９
０°ドメインの存在は認められなかった。従って、基板
に垂直な方向にC軸が完全配向した膜であることが確認
できた。
【００７０】尚、上記Ｘ線回折により求めたC軸長さは
４．１１３Åであり、熱分析により求めたキュリー温度
は、４８１℃であった。従って、膜成長はキュリー温度
以下でおこなわれたことがわかる。
４．１１３Åであり、熱分析により求めたキュリー温度
は、４８１℃であった。従って、膜成長はキュリー温度
以下でおこなわれたことがわかる。
【００７１】次に膜の結晶性を評価するために、膜表面
をＨＦ＋希硝酸で化学エッチングしたところ、転位等の
結晶欠陥に起因するエッチピットがみられた。しかし、
欠陥密度は１０〜１０2個／ｃｍ2と少なく、この欠陥密
度は市販の単結晶基板に匹敵する値であり、このことか
ら膜の品質は非常に良いことが確認できた。
をＨＦ＋希硝酸で化学エッチングしたところ、転位等の
結晶欠陥に起因するエッチピットがみられた。しかし、
欠陥密度は１０〜１０2個／ｃｍ2と少なく、この欠陥密
度は市販の単結晶基板に匹敵する値であり、このことか
ら膜の品質は非常に良いことが確認できた。
【００７２】［実施例２］結晶育成にかかる成分として
ホウ素供給成分及びカルシウム供給成分（アルカリ土類
金属供給成分）を用いた場合の実施例について説明す
る。
ホウ素供給成分及びカルシウム供給成分（アルカリ土類
金属供給成分）を用いた場合の実施例について説明す
る。
【００７３】まず、鉛供給成分であるＰｂＯ、Ｐｂ
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及びカルシウム供給成分であるＣａＣＯ3か
らなる原料を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（Ｐ
ｂＯ＋ＰｂＦ2）：ＴｉＯ2：ＣａＣＯ3＝５００：２
０：１（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝６：１のモル比
で十分混合した。
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及びカルシウム供給成分であるＣａＣＯ3か
らなる原料を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（Ｐ
ｂＯ＋ＰｂＦ2）：ＴｉＯ2：ＣａＣＯ3＝５００：２
０：１（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝６：１のモル比
で十分混合した。
【００７４】次に、この混合物を白金製ルツボに入れ、
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４００℃で保持した。
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４００℃で保持した。
【００７５】次に、この溶液に（１００）方位ＭｇＯ単
結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転させ、１
０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあげ、そ
の基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振り切っ
た。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で室温ま
で冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表面に付
着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗いした後
に乾燥した。
結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転させ、１
０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあげ、そ
の基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振り切っ
た。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で室温ま
で冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表面に付
着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗いした後
に乾燥した。
【００７６】このようにして形成された膜を顕微鏡によ
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
【００７７】又、この膜を蛍光Ｘ線で組成分析したとこ
ろ、およその組成はＰｂ0.96Ｃａ0.04ＴｉＯ3であった
（但し、Ｃａは、そのイオン半径より、すべてＡサイト
に含まれるとして計算した）。
ろ、およその組成はＰｂ0.96Ｃａ0.04ＴｉＯ3であった
（但し、Ｃａは、そのイオン半径より、すべてＡサイト
に含まれるとして計算した）。
【００７８】又、Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したと
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
【００７９】尚、Ｘ線回折により求めたC軸長さは４．
１３０Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４４７℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
１３０Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４４７℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
【００８０】［実施例３］Ａサイトの一部をランタンで
置換した場合の実施例について説明する。
置換した場合の実施例について説明する。
【００８１】まず、鉛供給成分であるＰｂＯ、Ｐｂ
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＬａ2Ｏ3からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：Ｌａ2Ｏ3＝１０００：５０：１（Ｐｂ
Ｏ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝６：１のモル比で十分混合し
た。
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＬａ2Ｏ3からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：Ｌａ2Ｏ3＝１０００：５０：１（Ｐｂ
Ｏ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝６：１のモル比で十分混合し
た。
【００８２】次に、この混合物を白金製ルツボに入れ、
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、３８０℃で保持した。
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、３８０℃で保持した。
【００８３】次に、この溶液に（１００）方位ＳｒＴｉ
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
【００８４】このようにして形成された膜を顕微鏡によ
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
【００８５】又、この膜を蛍光Ｘ線で組成分析したとこ
ろ、およその組成はＰｂ0.96Ｌａ0.04ＴｉＯ3であった
（但し、Ｌａは、そのイオン半径より、すべてＡサイト
に含まれるとして計算した）。
ろ、およその組成はＰｂ0.96Ｌａ0.04ＴｉＯ3であった
（但し、Ｌａは、そのイオン半径より、すべてＡサイト
に含まれるとして計算した）。
【００８６】又、Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したと
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
【００８７】尚、Ｘ線回折により求めたC軸長さは４．
０８２Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４１７℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
０８２Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４１７℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
【００８８】［実施例４］Ｂサイト（化学式ＡＢＯ3で
示されるペロブスカイト型結晶構造を有する膜のＢの部
分）の一部をジルコニウムで置換した場合の実施例につ
いて説明する。
示されるペロブスカイト型結晶構造を有する膜のＢの部
分）の一部をジルコニウムで置換した場合の実施例につ
いて説明する。
【００８９】まず、鉛供給成分であるＰｂＯ、Ｐｂ
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＺｒＯ2からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：ＺｒＯ2＝１００：３：２（ＰｂＯ＋
ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝７：１のモル比で十分混合した。
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＺｒＯ2からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：ＺｒＯ2＝１００：３：２（ＰｂＯ＋
ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝７：１のモル比で十分混合した。
【００９０】次に、この混合物を白金製ルツボに入れ、
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４２０℃で保持した。
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４２０℃で保持した。
【００９１】次に、この溶液に（１００）方位ＳｒＴｉ
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
【００９２】このようにして形成された膜を顕微鏡によ
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
【００９３】又、この膜を蛍光Ｘ線で組成分析したとこ
ろ、およその組成はＰｂ（Ｔｉ0.88Ｚｒ0.12）Ｏ3であ
った（但し、Ｚｒは、そのイオン半径より、すべてＢサ
イトに含まれるとして計算した）。
ろ、およその組成はＰｂ（Ｔｉ0.88Ｚｒ0.12）Ｏ3であ
った（但し、Ｚｒは、そのイオン半径より、すべてＢサ
イトに含まれるとして計算した）。
【００９４】又、Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したと
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
【００９５】尚、Ｘ線回折により求めたC軸長さは４．
０９５Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４５５℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
０９５Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４５５℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
【００９６】尚、この結晶は一般にＰＺＴといわれ、工
業的に広く使用される重要な圧電材料である。
業的に広く使用される重要な圧電材料である。
【００９７】［実施例５］Ａサイトの一部をランタンで
置換し、Ｂサイトの一部をジルコニウムで置換した場合
の実施例について説明する。
置換し、Ｂサイトの一部をジルコニウムで置換した場合
の実施例について説明する。
【００９８】まず、鉛供給成分であるＰｂＯ、Ｐｂ
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＺｒＯ2からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：Ｌａ2Ｏ3：ＺｒＯ2＝１０００：２
５：０．５：２５（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝５：
１のモル比で十分混合した。
Ｆ2、チタン供給成分であるＴｉＯ2、ホウ素供給成分で
あるＢ2Ｏ3及び置換成分であるＺｒＯ2からなる原料
を、ＰｂＯ：ＰｂＦ2＝５．５：４．５（ＰｂＯ＋Ｐｂ
Ｆ2）：ＴｉＯ2：Ｌａ2Ｏ3：ＺｒＯ2＝１０００：２
５：０．５：２５（ＰｂＯ＋ＰｂＦ2）：Ｂ2Ｏ3＝５：
１のモル比で十分混合した。
【００９９】次に、この混合物を白金製ルツボに入れ、
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４２０℃で保持した。
電気炉を用いて毎時２００〜４００℃にて８００℃に昇
温し、８００℃で１時間保持し、更に８００℃で保持し
た状態で、溶融した溶液を１時間攪拌（白金製の羽根を
用いて２００r.ｐ.mで攪拌）した。その後毎時１００℃
にて降温し、４２０℃で保持した。
【０１００】次に、この溶液に（１００）方位ＳｒＴｉ
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
Ｏ3単結晶基板を浸漬し、１００r.p.mで基板を回転さ
せ、１０分間の結晶育成後、基板を液面より上にひきあ
げ、その基板を５００r.p.mで１分間回転し、溶液を振
り切った。 次に、この基板を毎分１０℃〜２００℃で
室温まで冷却した後、これを希硝酸中に浸漬し、その表
面に付着している原料溶液の固化物を取り除き、水洗い
した後に乾燥した。
【０１０１】このようにして形成された膜を顕微鏡によ
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
り測定したところ、基板上に約５μmの厚さで膜が形成
されていることが確認できた。又、膜は平滑な鏡面状で
あった。
【０１０２】又、この膜を蛍光Ｘ線で組成分析したとこ
ろ、およその組成は（Ｐｂ0.98Ｌａ0.02）（Ｔｉ0.88Ｚ
ｒ0.15）Ｏ3であった（但し、Ｌａは、すべてＡサイト
に、Ｚｒは、すべてＢサイトに含まれるとして計算し
た）。
ろ、およその組成は（Ｐｂ0.98Ｌａ0.02）（Ｔｉ0.88Ｚ
ｒ0.15）Ｏ3であった（但し、Ｌａは、すべてＡサイト
に、Ｚｒは、すべてＢサイトに含まれるとして計算し
た）。
【０１０３】又、Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したと
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
ころ、（００ｎ）面のみで構成され、９０゜ドメインの
存在は認められなかった。従って、基板に垂直な方向に
C軸が完全配向した膜であることが確認できた。
【０１０４】尚、Ｘ線回折により求めたC軸長さは４．
１０８Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４３６℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
１０８Åであり、熱分析により求めたキュリー温度は、
４３６℃であった。従って、膜成長はキュリー温度以下
でおこなわれたことがわかる。
【０１０５】
【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように、
基板面に垂直な方向にｃ軸が配向した強誘電体単結晶膜
を提供することができ、かかる単結晶膜を、コンデン
サ、圧電素子、振動子、光変調器、光スイッチ等のデバ
イスに利用した場合には優れた特性を得ることができ
る。
基板面に垂直な方向にｃ軸が配向した強誘電体単結晶膜
を提供することができ、かかる単結晶膜を、コンデン
サ、圧電素子、振動子、光変調器、光スイッチ等のデバ
イスに利用した場合には優れた特性を得ることができ
る。
【０１０６】又、本発明にかかるメルト（溶液又は溶融
液）を用いた液相エピタキシャル法により、かかるペロ
ブスカイト型結晶構造を有する強誘電体単結晶膜を、簡
便な方法で安定的に得ることができる。又、この方法を
用いれば、１０μｍ以上の膜厚を有する単結晶膜を形成
することができるので、光学デバイスや振動子デバイス
への応用が可能になる。又、低コストで、かかる強誘電
体単結晶膜を形成することができるので、この強誘電体
単結晶膜を用いたデバイスを安価で提供することができ
る。
液）を用いた液相エピタキシャル法により、かかるペロ
ブスカイト型結晶構造を有する強誘電体単結晶膜を、簡
便な方法で安定的に得ることができる。又、この方法を
用いれば、１０μｍ以上の膜厚を有する単結晶膜を形成
することができるので、光学デバイスや振動子デバイス
への応用が可能になる。又、低コストで、かかる強誘電
体単結晶膜を形成することができるので、この強誘電体
単結晶膜を用いたデバイスを安価で提供することができ
る。
【０１０７】又、上記メルトに金属元素の化合物を加え
ることにより、簡単にペロブスカイト型結晶構造を有す
る強誘電体単結晶膜のＡサイト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔ
ｉ）の元素の一部を、かかる金属元素で置換することが
できる。
ることにより、簡単にペロブスカイト型結晶構造を有す
る強誘電体単結晶膜のＡサイト（Ｐｂ）やＢサイト（Ｔ
ｉ）の元素の一部を、かかる金属元素で置換することが
できる。
【図１】膜表面の顕微鏡写真（微分干渉顕微鏡写真）を
示す。
示す。
【図２】背面ラウエ法により測定したＸ線写真である。
【図３】Ｘ線回折で膜の結晶構造を測定したＸ線回折図
を示す。
を示す。
Claims (7)
- 【請求項１】 ｃ軸が基板表面に垂直な方向に配向して
いることを特徴とする鉛含有ペロブスカイト型強誘電体
単結晶膜。 - 【請求項２】 メルトの過冷却温度が、強誘電体単結晶
膜のキュリー点以下であって、該過冷却温度でエピタキ
シャル成長を行うことにより、基板表面に垂直な方向に
強誘電体単結晶膜のｃ軸を配向させることを特徴とする
鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２に於いて、上記メルトが、酸化
鉛とフッ化鉛を８：２〜４：６の範囲で混合した鉛供給
成分とチタン供給成分からなり、かつ前記チタン供給成
分を、前記鉛供給成分の鉛成分総モル数に対して０．０
２〜０．１５のモル比で含有することを特徴とする鉛含
有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３において、上記メルトが、アル
カリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、ジルコニウ
ム化合物、ランタン化合物、希土類元素化合物のうちの
少なくとも１種類を、鉛供給成分の鉛成分総モル数に対
して０．０１〜0．６のモル比で含有することを特徴と
する鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項３において、上記メルトが、ホウ
素化合物、ビスマス化合物、アルカリ金属化合物、アル
カリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種類を、鉛供
給成分の鉛成分総モル数に対して０．０１２５〜１．０
０のモル比で含有することを特徴とする鉛含有ペロブス
カイト型強誘電体単結晶膜の製造方法。 - 【請求項６】 請求項２乃至請求項５に於いて、単結晶
基板として、単位結晶格子の少なくとも1辺の長さが、
３．５０〜４．３０Å又は５．００〜６．００Åの範囲
にあるものを用いることを特徴とする請求項２乃至請求
項４のいずれかの鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結
晶膜の製造方法。 - 【請求項７】 請求項２乃至請求項５に於いて、単結晶
基板として、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化マ
グネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(LaAlO3)、アル
ミン酸イットリウム(YAlO3)、アルミン酸ネオジウム(Nd
AlO3)、ガリウム酸ランタン(LaGaO3)、ガリウム酸ネオ
ジウム(NdGaO3)、ガリウム酸プラセオジウム(PrGaO3)、
ガリウム酸ストロンチウムランタン(LaSrGaO4)、サファ
イア(Al2O3)等の単結晶基板、又は、その構成元素の一
部を他の元素で置換したものを用いることを特徴とする
請求項２乃至請求項４のいずれかの鉛含有ペロブスカイ
ト型強誘電体単結晶膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2565196A JPH09221393A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2565196A JPH09221393A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09221393A true JPH09221393A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12171733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2565196A Withdrawn JPH09221393A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09221393A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341851B1 (en) * | 1996-10-29 | 2002-01-29 | Matsushita Electric Industrial Company, Ltd. | Ink jet recording apparatus including a pressure chamber and pressure applying means |
| JP2002535224A (ja) * | 1999-01-12 | 2002-10-22 | マイクロコーティング テクノロジーズ，インコーポレイティド | エピタキシャル薄膜 |
| WO2003021606A1 (fr) * | 2001-08-28 | 2003-03-13 | Tdk Corporation | Composition pour dispositif capacitif a couches minces, couche isolante a constante dielectrique elevee, dispositif capacitif a couches minces et condensateur ceramique multicouche a couches minces |
| JP2011207665A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス及び圧電／歪電素子 |
| JP2011207666A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス及び圧電／電歪素子 |
| WO2022230431A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 誘電体、キャパシタ、電気回路、回路基板、及び機器 |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP2565196A patent/JPH09221393A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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