JPH10291886A - セラミックス薄膜の製造方法 - Google Patents
セラミックス薄膜の製造方法Info
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- JPH10291886A JPH10291886A JP9776697A JP9776697A JPH10291886A JP H10291886 A JPH10291886 A JP H10291886A JP 9776697 A JP9776697 A JP 9776697A JP 9776697 A JP9776697 A JP 9776697A JP H10291886 A JPH10291886 A JP H10291886A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポストアニール方式により得られるセラミッ
クス薄膜は、非晶質膜から結晶膜への移行過程で結晶核
が膜中のいたるところ発生するため、ランダム配向の多
結晶膜となってしまい、該セラミックス薄膜の物性が低
下してしまうことが課題であった。 【解決手段】 基板上に最初に一層薄く結晶性膜を作
り、その上に膜を更に積み上げていく製造方法とする。
クス薄膜は、非晶質膜から結晶膜への移行過程で結晶核
が膜中のいたるところ発生するため、ランダム配向の多
結晶膜となってしまい、該セラミックス薄膜の物性が低
下してしまうことが課題であった。 【解決手段】 基板上に最初に一層薄く結晶性膜を作
り、その上に膜を更に積み上げていく製造方法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性に由来する
物性（圧電性、焦電性、強誘電性等）を利用した薄膜デ
バイスの主たる構成要素である、セラミックス薄膜を製
造する方法に関し、得られたセラミックス薄膜は広く電
子デバイスに応用される。
物性（圧電性、焦電性、強誘電性等）を利用した薄膜デ
バイスの主たる構成要素である、セラミックス薄膜を製
造する方法に関し、得られたセラミックス薄膜は広く電
子デバイスに応用される。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス薄膜材料の物性やそれを電
子デバイスの構成要素として組み込んだ際のデバイス特
性等は、セラミックス薄膜の結晶性や配向性に大きく左
右される。結晶性薄膜の作成方法は二種類に大別され
る。一つは単結晶基板あるいは基板上に方位が揃った結
晶性膜を形成し、その上に所望のセラミックス薄膜をエ
ピタキシャル成長させるものである。もう一つの方法
は、基板上に所望の結晶膜の前駆体である、非晶質膜を
形成させておいてから、これを焼成もしくは光照射など
で外部からエネルギーを与えることによって結晶性薄膜
を得るものである。これはいわゆるポストアニール方式
に代表される成膜法である。
子デバイスの構成要素として組み込んだ際のデバイス特
性等は、セラミックス薄膜の結晶性や配向性に大きく左
右される。結晶性薄膜の作成方法は二種類に大別され
る。一つは単結晶基板あるいは基板上に方位が揃った結
晶性膜を形成し、その上に所望のセラミックス薄膜をエ
ピタキシャル成長させるものである。もう一つの方法
は、基板上に所望の結晶膜の前駆体である、非晶質膜を
形成させておいてから、これを焼成もしくは光照射など
で外部からエネルギーを与えることによって結晶性薄膜
を得るものである。これはいわゆるポストアニール方式
に代表される成膜法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の二種類
の成膜方法にはいずれも課題がある。先ず、エピタキシ
ャル成長による成膜法であると、基板（あるいはその上
に形成した結晶膜）の結晶格子定数が所望のセラミック
ス薄膜の格子定数に近いものを選択しなければならず、
材料選択の自由度が小さい、あるいは、ふさわしい基板
が存在しない場合もあるといった課題を有する。また、
一般にエピタキシャル成長は成膜速度が遅く、比較的厚
さを要する膜には成膜時間がかかりすぎて量産に不向き
であることも問題点として挙げられる。
の成膜方法にはいずれも課題がある。先ず、エピタキシ
ャル成長による成膜法であると、基板（あるいはその上
に形成した結晶膜）の結晶格子定数が所望のセラミック
ス薄膜の格子定数に近いものを選択しなければならず、
材料選択の自由度が小さい、あるいは、ふさわしい基板
が存在しない場合もあるといった課題を有する。また、
一般にエピタキシャル成長は成膜速度が遅く、比較的厚
さを要する膜には成膜時間がかかりすぎて量産に不向き
であることも問題点として挙げられる。
【０００４】一方、ポストアニール方式の場合である
が、この方法だと、非晶質膜から結晶膜への移行過程に
おいて、結晶核が膜中のいたるところにランダムに発生
してしまうため、多結晶膜となってしまい、目的とする
結晶配向性の制御が極めて困難であるという課題を有す
る。
が、この方法だと、非晶質膜から結晶膜への移行過程に
おいて、結晶核が膜中のいたるところにランダムに発生
してしまうため、多結晶膜となってしまい、目的とする
結晶配向性の制御が極めて困難であるという課題を有す
る。
【０００５】そこで、本発明者らは鋭意研究を進めた結
果、上述の従来の課題を解決する方法を見いだすに至っ
たのである。即ち、あらゆる基板上に、制御された結晶
配向性を有するセラミックス薄膜を迅速に成膜する方法
を提供することが本発明の目的である。
果、上述の従来の課題を解決する方法を見いだすに至っ
たのである。即ち、あらゆる基板上に、制御された結晶
配向性を有するセラミックス薄膜を迅速に成膜する方法
を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス薄
膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質状の前駆体膜を
形成する工程と、（２）これを結晶化させる工程と、
（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回（ｎは
１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結晶化さ
せる工程とからなることを特徴とする。また、本発明の
セラミックス薄膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質
状の前駆体膜を形成する工程と、（２）これを結晶化さ
せる工程と、（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程
をｎ回（ｎは１以上の整数）繰り返す工程と、（４）こ
れを結晶化させる工程とからなるセラミックス薄膜の製
造方法において、前記（２）工程の結晶化を加熱焼成に
より達成することを特徴とする。また、本発明のセラミ
ックス薄膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質状の前
駆体膜を形成する工程と、（２）これを結晶化させる工
程と、（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回
（ｎは１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結
晶化させる工程とからなるセラミックス薄膜の製造方法
において、前記（２）工程の結晶化をレーザー照射によ
り達成することを特徴とする。
膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質状の前駆体膜を
形成する工程と、（２）これを結晶化させる工程と、
（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回（ｎは
１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結晶化さ
せる工程とからなることを特徴とする。また、本発明の
セラミックス薄膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質
状の前駆体膜を形成する工程と、（２）これを結晶化さ
せる工程と、（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程
をｎ回（ｎは１以上の整数）繰り返す工程と、（４）こ
れを結晶化させる工程とからなるセラミックス薄膜の製
造方法において、前記（２）工程の結晶化を加熱焼成に
より達成することを特徴とする。また、本発明のセラミ
ックス薄膜の製造方法は、基板上に（１）非晶質状の前
駆体膜を形成する工程と、（２）これを結晶化させる工
程と、（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回
（ｎは１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結
晶化させる工程とからなるセラミックス薄膜の製造方法
において、前記（２）工程の結晶化をレーザー照射によ
り達成することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】上述のように、基板上に形成され
た最初の非晶質前駆体膜を結晶化させると、これが十分
薄い場合には膜全体に渡り均一な結晶性膜となる。その
上に更に重ねて非晶質膜を形成させこれを結晶化させる
と、前述の下地の結晶膜が結晶成長開始点として作用す
るために多結晶膜とはならずに結晶配向性に優れたセラ
ミックス薄膜が得られることとなる。
た最初の非晶質前駆体膜を結晶化させると、これが十分
薄い場合には膜全体に渡り均一な結晶性膜となる。その
上に更に重ねて非晶質膜を形成させこれを結晶化させる
と、前述の下地の結晶膜が結晶成長開始点として作用す
るために多結晶膜とはならずに結晶配向性に優れたセラ
ミックス薄膜が得られることとなる。
【０００８】以上作用について簡単に述べたが、以下実
施例に基づき、本発明を更に詳細に説明する。
施例に基づき、本発明を更に詳細に説明する。
【０００９】（実施例１）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
【００１０】次に、酢酸鉛及びチタニウムテトライソプ
ロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶
質膜が前記基板上に得られた。これを急速昇温ランプア
ニール装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１
分間焼成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶
化膜をＸ線回折により分析を行ったところペロブスカイ
ト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）で
あり基板垂直方向に（１１１）配向していることがわか
った。
ロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶
質膜が前記基板上に得られた。これを急速昇温ランプア
ニール装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１
分間焼成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶
化膜をＸ線回折により分析を行ったところペロブスカイ
ト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）で
あり基板垂直方向に（１１１）配向していることがわか
った。
【００１１】この（１１１）配向膜の上に、更にゾル溶
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
【００１２】一方比較のため、従来の方法によるもの、
すなわち、基板上に薄いＰＴ膜をつくらず、直接ゾル溶
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行うことで結晶性ＰＴ膜を作成した。膜厚
を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５μｍ
であった（比較例１）。
すなわち、基板上に薄いＰＴ膜をつくらず、直接ゾル溶
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行うことで結晶性ＰＴ膜を作成した。膜厚
を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５μｍ
であった（比較例１）。
【００１３】試料１と比較例１の結晶配向性を調べるた
め、両者の（１１１）面に対してＸ線回折のロッキング
カーブの測定を行った。試料面に対するＸ線入射角をθ
とし、θからのずれをΔω（Δθ）と表記する。試料１
では、Δω（Δθ）＝±１０°の範囲内で（１１１）面
からの回折強度を測定したところ、Δω＝０°を中心に
半値幅約１°の非常に鋭いピークが観測された（図
１）。これより、試料１では、非常に配向性の強いＰＴ
膜が得られたことがわかる。これは、最初に結晶化させ
た基板上の薄いＰＴ膜が、その後の結晶成長開始点とし
て作用し、基板側から表面層に向かって垂直方向に結晶
成長が進んだためと考えられる。一方比較例１では、Δ
ω（Δθ）＝±１０°の範囲内で（１１１）面からの回
折強度はほぼ一定であり、このＰＴ膜はランダム配向を
もった多結晶膜であることがわかった（図２）。試料１
と比較例１ではこのように結晶構造面で顕著な差異が認
められた。
め、両者の（１１１）面に対してＸ線回折のロッキング
カーブの測定を行った。試料面に対するＸ線入射角をθ
とし、θからのずれをΔω（Δθ）と表記する。試料１
では、Δω（Δθ）＝±１０°の範囲内で（１１１）面
からの回折強度を測定したところ、Δω＝０°を中心に
半値幅約１°の非常に鋭いピークが観測された（図
１）。これより、試料１では、非常に配向性の強いＰＴ
膜が得られたことがわかる。これは、最初に結晶化させ
た基板上の薄いＰＴ膜が、その後の結晶成長開始点とし
て作用し、基板側から表面層に向かって垂直方向に結晶
成長が進んだためと考えられる。一方比較例１では、Δ
ω（Δθ）＝±１０°の範囲内で（１１１）面からの回
折強度はほぼ一定であり、このＰＴ膜はランダム配向を
もった多結晶膜であることがわかった（図２）。試料１
と比較例１ではこのように結晶構造面で顕著な差異が認
められた。
【００１４】このように、基板上に最初に一層薄く結晶
性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくような方
法を用いると、従来の方法に比べ結晶配向性がシャープ
になる。本実施例ではＰｔ上のＰＴ膜の例を示したが、
他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタなど）に対し
ても本実施例と同様な効果が確認された。
性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくような方
法を用いると、従来の方法に比べ結晶配向性がシャープ
になる。本実施例ではＰｔ上のＰＴ膜の例を示したが、
他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタなど）に対し
ても本実施例と同様な効果が確認された。
【００１５】（実施例２）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
【００１６】次に、原料として鉛、ジルコニウム及びチ
タンを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。ゾル溶
液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１８０℃
オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで３０分
間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶質膜が
前記基板上に得られた。これを急速昇温ランプアニール
装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１分間焼
成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶化膜を
Ｘ線回折により分析を行ったところペロブスカイト型チ
タン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ0.5、Ｔｉ0.5）Ｏ3）
（以下ＰＺＴと表記）であり基板垂直方向に（１１１）
配向していることがわかった。
タンを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。ゾル溶
液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１８０℃
オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで３０分
間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶質膜が
前記基板上に得られた。これを急速昇温ランプアニール
装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１分間焼
成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶化膜を
Ｘ線回折により分析を行ったところペロブスカイト型チ
タン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ0.5、Ｔｉ0.5）Ｏ3）
（以下ＰＺＴと表記）であり基板垂直方向に（１１１）
配向していることがわかった。
【００１７】この（１１１）配向膜の上に、更にゾル溶
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
【００１８】一方比較のため、従来の方法によるもの、
すなわち、基板上に薄いＰＺＴ膜をつくらず、直接ゾル
溶液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回
繰り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００
℃で１分間）を行うことで結晶性ＰＺＴ膜を作成した。
膜厚を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５
μｍであった（比較例１）。
すなわち、基板上に薄いＰＺＴ膜をつくらず、直接ゾル
溶液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回
繰り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００
℃で１分間）を行うことで結晶性ＰＺＴ膜を作成した。
膜厚を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５
μｍであった（比較例１）。
【００１９】さて、ＰＺＴは圧電体であり、この圧電性
を利用した薄膜デバイスを構築するには当然その特性を
示す圧電定数（ｄ31）が大きな値をとることが望まし
い。そこで、試料１と比較例１の圧電特性を評価するた
め、各々の上部に厚み０．１μｍのＡｌ電極を蒸着によ
り形成し、これと基板上のＰｔ電極との間の起電力測定
から圧電定数（ｄ31）を求めた。結果を表１に示す。
を利用した薄膜デバイスを構築するには当然その特性を
示す圧電定数（ｄ31）が大きな値をとることが望まし
い。そこで、試料１と比較例１の圧電特性を評価するた
め、各々の上部に厚み０．１μｍのＡｌ電極を蒸着によ
り形成し、これと基板上のＰｔ電極との間の起電力測定
から圧電定数（ｄ31）を求めた。結果を表１に示す。
【００２０】表１より明らかなように、試料１の圧電定
数は比較例１に比べ大きな値を示し、非常に優れた圧電
特性を有する薄膜ＰＺＴが得られたことがわかった。前
述の実施例１と同様に結晶配向性をＸ線回折法により調
べたところ、試料１のＰＺＴ（１１１）面の法線ベクト
ルが基板垂直方向に配向しているのに対し、比較例１で
はランダム配向であった。このような結晶構造の違いが
圧電特性の差となって現れるものと考えられる。
数は比較例１に比べ大きな値を示し、非常に優れた圧電
特性を有する薄膜ＰＺＴが得られたことがわかった。前
述の実施例１と同様に結晶配向性をＸ線回折法により調
べたところ、試料１のＰＺＴ（１１１）面の法線ベクト
ルが基板垂直方向に配向しているのに対し、比較例１で
はランダム配向であった。このような結晶構造の違いが
圧電特性の差となって現れるものと考えられる。
【００２１】以上示したように、基板上に最初に一層薄
く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくよ
うな方法を用いると、得られた膜の電気特性（圧電特
性）が向上する。本実施例ではＰｔ上のＰＺＴ膜の例を
示したが、他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタな
ど）に対しても実験を行ったところ、本実施例と同様な
効果が確認された。
く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくよ
うな方法を用いると、得られた膜の電気特性（圧電特
性）が向上する。本実施例ではＰｔ上のＰＺＴ膜の例を
示したが、他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタな
ど）に対しても実験を行ったところ、本実施例と同様な
効果が確認された。
【００２２】
【表１】
【００２３】（実施例３）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．５μｍ形成させたものを用意し、これを後に使用す
る基板とした。
【００２４】次に、原料として鉛、ジルコニウム及びチ
タンを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。ゾル溶
液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１８０℃
オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで３０分
間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶質膜が
前記基板上に得られた。これに紫外レーザー（波長３６
４ｎｍ、エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ2 のＡｒレー
ザー）を１秒間照射することで結晶化を行った。以上に
より得られた結晶化膜をＸ線回折により分析を行ったと
ころペロブスカイト型チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚ
ｒ0.5、Ｔｉ0.5）Ｏ3）（以下ＰＺＴと表記）であり基
板垂直方向に（１１１）配向していることがわかった。
タンを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。ゾル溶
液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１８０℃
オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで３０分
間脱脂を行うことにより、厚さ約５０ｎｍの非晶質膜が
前記基板上に得られた。これに紫外レーザー（波長３６
４ｎｍ、エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ2 のＡｒレー
ザー）を１秒間照射することで結晶化を行った。以上に
より得られた結晶化膜をＸ線回折により分析を行ったと
ころペロブスカイト型チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚ
ｒ0.5、Ｔｉ0.5）Ｏ3）（以下ＰＺＴと表記）であり基
板垂直方向に（１１１）配向していることがわかった。
【００２５】この（１１１）配向膜の上に、更にゾル溶
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回繰
り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００℃
で１分間）を行った。得られた膜の総膜厚を測定したと
ころ、約０．５μｍであった（試料１）。
【００２６】一方比較のため、従来の方法によるもの、
すなわち、基板上に薄いＰＺＴ膜をつくらず、直接ゾル
溶液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回
繰り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００
℃で１分間）を行うことで結晶性ＰＺＴ膜を作成した。
膜厚を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５
μｍであった（比較例１）。
すなわち、基板上に薄いＰＺＴ膜をつくらず、直接ゾル
溶液１をスピンコートし、乾燥、脱脂までの工程を５回
繰り返した後、ＲＴＡによる焼成（酸素雰囲気中８００
℃で１分間）を行うことで結晶性ＰＺＴ膜を作成した。
膜厚を測定したところ、試料１とほぼ同じく、約０．５
μｍであった（比較例１）。
【００２７】さて、ＰＺＴは圧電体であり、この圧電性
を利用した薄膜デバイスを構築するには当然その特性を
示す圧電定数（ｄ31）が大きな値をとることが望まし
い。そこで、試料１と比較例１の圧電特性を評価するた
め、各々の上部に厚み０．１μｍのＡｌ電極を蒸着によ
り形成し、これと基板上のＰｔ電極との間の起電力測定
から圧電定数（ｄ31）を求めた。結果を表２に示す。
を利用した薄膜デバイスを構築するには当然その特性を
示す圧電定数（ｄ31）が大きな値をとることが望まし
い。そこで、試料１と比較例１の圧電特性を評価するた
め、各々の上部に厚み０．１μｍのＡｌ電極を蒸着によ
り形成し、これと基板上のＰｔ電極との間の起電力測定
から圧電定数（ｄ31）を求めた。結果を表２に示す。
【００２８】表２より明らかなように、試料１の圧電定
数は比較例１に比べ大きな値を示し、非常に優れた圧電
特性を有する薄膜ＰＺＴが得られたことがわかった。前
述の実施例１と同様に結晶配向性をＸ線回折法により調
べたところ、試料１のＰＺＴ（１１１）面の法線ベクト
ルが基板垂直方向に配向しているのに対し、比較例１で
はランダム配向であった。このような結晶構造の違いが
圧電特性の差となって現れるものと考えられる。
数は比較例１に比べ大きな値を示し、非常に優れた圧電
特性を有する薄膜ＰＺＴが得られたことがわかった。前
述の実施例１と同様に結晶配向性をＸ線回折法により調
べたところ、試料１のＰＺＴ（１１１）面の法線ベクト
ルが基板垂直方向に配向しているのに対し、比較例１で
はランダム配向であった。このような結晶構造の違いが
圧電特性の差となって現れるものと考えられる。
【００２９】以上示したように、基板上に最初に一層薄
く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくよ
うな方法を用いると、得られた膜の電気特性（圧電特
性）が向上する。本実施例ではＰｔ上のＰＺＴ膜の例を
示したが、他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタな
ど）に対しても実験を行ったところ、本実施例と同様な
効果が確認された。また本実施例では、基板上の最初の
一層をＡｒレーザー照射で結晶化をおこなったが、光源
はこれに限ることなく、対象物（試料）が吸収をもち、
結晶化するのに必要なエネルギーを与えられるものであ
れば何でも良い。当然対象物によって、光源の種類、波
長、照射条件等は最適なものを適宜選ぶ必要がある。
く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げていくよ
うな方法を用いると、得られた膜の電気特性（圧電特
性）が向上する。本実施例ではＰｔ上のＰＺＴ膜の例を
示したが、他の組成や非晶質前駆体成膜法（スパッタな
ど）に対しても実験を行ったところ、本実施例と同様な
効果が確認された。また本実施例では、基板上の最初の
一層をＡｒレーザー照射で結晶化をおこなったが、光源
はこれに限ることなく、対象物（試料）が吸収をもち、
結晶化するのに必要なエネルギーを与えられるものであ
れば何でも良い。当然対象物によって、光源の種類、波
長、照射条件等は最適なものを適宜選ぶ必要がある。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】 以上示したように、基板上に最初に一
層薄く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げてい
くような方法を用いると、得られた膜の結晶配向性が著
しく向上する。これに伴い、電気特性（圧電特性）が向
上する。従って、本発明の製造方法で得られたセラミッ
クス薄膜はその物性を利用したデバイスの構成要素とし
て組み込まれたときに優れた特性を発揮することができ
る。
層薄く結晶性膜を作り、その上に膜を更に積み上げてい
くような方法を用いると、得られた膜の結晶配向性が著
しく向上する。これに伴い、電気特性（圧電特性）が向
上する。従って、本発明の製造方法で得られたセラミッ
クス薄膜はその物性を利用したデバイスの構成要素とし
て組み込まれたときに優れた特性を発揮することができ
る。
【図１】 本発明の試料１のＰＺＴ（１１１）面のロッ
キングングカーブ図。
キングングカーブ図。
【図２】 比較例１（従来例）のＰＺＴ（１１１）面の
ロッキングングカーブ図。
ロッキングングカーブ図。
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に（１）非晶質状の前駆体膜を形
成する工程と、（２）これを結晶化させる工程と、
（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回（ｎは
１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結晶化さ
せる工程とからなることを特徴とするセラミックス薄膜
の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に（１）非晶質状の前駆体膜を形
成する工程と、（２）これを結晶化させる工程と、
（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回（ｎは
１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結晶化さ
せる工程とからなるセラミックス薄膜の製造方法におい
て、前記（２）工程の結晶化を加熱焼成により達成する
ことを特徴とするセラミックス薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 基板上に（１）非晶質状の前駆体膜を形
成する工程と、（２）これを結晶化させる工程と、
（３）非晶質状の前駆体膜を形成する工程をｎ回（ｎは
１以上の整数）繰り返す工程と、（４）これを結晶化さ
せる工程とからなるセラミックス薄膜の製造方法におい
て、前記（２）工程の結晶化をレーザー照射により達成
することを特徴とするセラミックス薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776697A JPH10291886A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | セラミックス薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776697A JPH10291886A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | セラミックス薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291886A true JPH10291886A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14200997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9776697A Withdrawn JPH10291886A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | セラミックス薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10291886A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007277606A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜の製造方法 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9776697A patent/JPH10291886A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007277606A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060704 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20060829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |