JPS59121119A - 強誘電体薄膜の製造方法 - Google Patents
強誘電体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS59121119A JPS59121119A JP23271682A JP23271682A JPS59121119A JP S59121119 A JPS59121119 A JP S59121119A JP 23271682 A JP23271682 A JP 23271682A JP 23271682 A JP23271682 A JP 23271682A JP S59121119 A JPS59121119 A JP S59121119A
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- JP
- Japan
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- thin film
- substrate
- pbtio3
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、チタン酸鉛（ＰｂＴｉ０３）からなる強誘
電体薄膜の製造方法に閑し、特に高周波マグネトロンス
パッタリング法によって結晶の方位が（００１）方向も
しくは（１００）方向によく配向した透明なｐｂ台１０
３薄膜を作製するのに適した方法に関するものである。
電体薄膜の製造方法に閑し、特に高周波マグネトロンス
パッタリング法によって結晶の方位が（００１）方向も
しくは（１００）方向によく配向した透明なｐｂ台１０
３薄膜を作製するのに適した方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
最近、強誘電体薄膜の光学的特性を利用して光変調器や
光スィッチなどの光集積回路を構成することが提案嘔れ
ている。しかし、強誘電体は本質的に光学的に非等方性
であり、多結晶化すると粒子間の界面で光散乱を生じる
。そのため、強誘電体を元導彼回路に使用するには、散
乱などによる損失を少なくするため、多結晶よシも単結
晶で薄膜化することが望せしい。
光スィッチなどの光集積回路を構成することが提案嘔れ
ている。しかし、強誘電体は本質的に光学的に非等方性
であり、多結晶化すると粒子間の界面で光散乱を生じる
。そのため、強誘電体を元導彼回路に使用するには、散
乱などによる損失を少なくするため、多結晶よシも単結
晶で薄膜化することが望せしい。
これ丑で、ＰｂＴｉＯ３は、実用的にすぐれた強誘電性
物質で圧電体磁器として、高周波フィルタや焦電効果素
子として広く使用されて来ている。しかし、ＰｂＴｉＯ
ｓは結晶学的異方性が大きいこと、ｐｂｏの蒸気圧が高
いことから、良好な単結晶の作製が困難で、光学面への
応用はなされていない。
物質で圧電体磁器として、高周波フィルタや焦電効果素
子として広く使用されて来ている。しかし、ＰｂＴｉＯ
ｓは結晶学的異方性が大きいこと、ｐｂｏの蒸気圧が高
いことから、良好な単結晶の作製が困難で、光学面への
応用はなされていない。
才だ、ＰｂＴｉＯ３系磁器についての薄膜化も種々発表
されているが、（００１）方向もしくは（１０Ｑ）方向
に配向した薄膜を安定に作製する方法は未だ確立されて
いない。
されているが、（００１）方向もしくは（１０Ｑ）方向
に配向した薄膜を安定に作製する方法は未だ確立されて
いない。
発明の目的
本発明は、多結晶薄膜の持つ欠点を除き、（○ｏ１）方
向もしくは（１００）方向に配向性のよい単結晶のＰｂ
Ｔ ｉ Ｏ３薄膜を容易に作製するための改良された製
造方法を提供するものである。
向もしくは（１００）方向に配向性のよい単結晶のＰｂ
Ｔ ｉ Ｏ３薄膜を容易に作製するための改良された製
造方法を提供するものである。
発明の構成
発明者らは高周波マグネトロンスパッタリング法を用い
たＰｂＴ ｉ Ｏｓの薄膜化の実験から、スハ、ｙり膜
の（、○ｏ１）方向もしくは（１００）方向の結晶性が
ＰｂＴｉ０．ｓ薄膜の成膜速度を二段階に制御すること
によって変化することに注目し、ＰｂＴｉＯｓからなる
緻密で配向性のすぐれた強誘電体薄膜を再現性良く作製
する製造条件を見出した。
たＰｂＴ ｉ Ｏｓの薄膜化の実験から、スハ、ｙり膜
の（、○ｏ１）方向もしくは（１００）方向の結晶性が
ＰｂＴｉ０．ｓ薄膜の成膜速度を二段階に制御すること
によって変化することに注目し、ＰｂＴｉＯｓからなる
緻密で配向性のすぐれた強誘電体薄膜を再現性良く作製
する製造条件を見出した。
本発明はこの知見にもとづくもので、ｐｂΩと１°１０
２との混合粉末をターゲット桐料として、所定の基板上
にＰｂＴｉＯ３の薄膜を高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によシ作製するとき、最初の９０〜５分間を２０
〜１人／分の比較的遅い成膜速度のスパッタリングで主
桟を行ない、それ以後は５ｏ〜１００人／分の比較的速
い成膜速度のスパッタリングで結晶成長を行なうことを
特徴としている。この方法により透明な配向性薄膜が容
易に得られる。すなわち、本発明の方法で生成したＰｂ
ＴｉＯ３の薄膜は（ｏｏｌ）方向に結晶成長しており、
膜厚がほぼ２μｍにおいて１２０程度の誘電率と２×１
０１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有し、可視光域において
８０％以上の透光性をもっている。
２との混合粉末をターゲット桐料として、所定の基板上
にＰｂＴｉＯ３の薄膜を高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によシ作製するとき、最初の９０〜５分間を２０
〜１人／分の比較的遅い成膜速度のスパッタリングで主
桟を行ない、それ以後は５ｏ〜１００人／分の比較的速
い成膜速度のスパッタリングで結晶成長を行なうことを
特徴としている。この方法により透明な配向性薄膜が容
易に得られる。すなわち、本発明の方法で生成したＰｂ
ＴｉＯ３の薄膜は（ｏｏｌ）方向に結晶成長しており、
膜厚がほぼ２μｍにおいて１２０程度の誘電率と２×１
０１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有し、可視光域において
８０％以上の透光性をもっている。
実施例
図は高周波マグネトロンスパッタリング装置の基板とタ
ーゲット材料の配置関係を示す図である。
ーゲット材料の配置関係を示す図である。
図に示すように、基板１は陽極側に設置した基板保持枠
２によって保持され、その後方には基板１を所定の温度
に加熱するためのヒータ３が設置しである。ターゲット
材料４には、生成するＰｂＴｉＯｓ膜の化学量論的組成
比となるように秤量したｐｂ。
２によって保持され、その後方には基板１を所定の温度
に加熱するためのヒータ３が設置しである。ターゲット
材料４には、生成するＰｂＴｉＯｓ膜の化学量論的組成
比となるように秤量したｐｂ。
とＴｉ０ｚの混合粉末を用い、これを銅シャーレ５に入
れたターゲットを、弗素樹脂板６を介して水冷した陰極
７の上に設置してあシ、その後方には回転する磁石８が
設けである。基板１としては（１００）面にそってへき
開した酸化マグネシウム（ＭｃｒＯ）単結晶板を使用し
た。基板１の温度は６７５°Ｃであり、基板１とターゲ
ットとの距離は５０＋＋＋＋＋＋−ｃある。雰囲気カス
はアルコ゛ンガス中に酸素を混入したものを用いた。混
合比はＡｒ１０２−９５１５で、ガス用は５Ｐａである
。スノζツタリたし、初めのスパッタリング（第１段階
）では成膜速度を○から３０人／分の間で俊化し、その
次のスパッタリング（第２段階）では成膜速度を５０〜
１５０人／分の間で変化させた。
れたターゲットを、弗素樹脂板６を介して水冷した陰極
７の上に設置してあシ、その後方には回転する磁石８が
設けである。基板１としては（１００）面にそってへき
開した酸化マグネシウム（ＭｃｒＯ）単結晶板を使用し
た。基板１の温度は６７５°Ｃであり、基板１とターゲ
ットとの距離は５０＋＋＋＋＋＋−ｃある。雰囲気カス
はアルコ゛ンガス中に酸素を混入したものを用いた。混
合比はＡｒ１０２−９５１５で、ガス用は５Ｐａである
。スノζツタリたし、初めのスパッタリング（第１段階
）では成膜速度を○から３０人／分の間で俊化し、その
次のスパッタリング（第２段階）では成膜速度を５０〜
１５０人／分の間で変化させた。
作製した薄膜についてＸ線回折および電子線回折で結晶
の同定、方位の決定を行なった。その結果、大部分のも
のはＰｂＴｉＯ３が（００１）配向していることがわか
った。
の同定、方位の決定を行なった。その結果、大部分のも
のはＰｂＴｉＯ３が（００１）配向していることがわか
った。
成膜条件による試料の（００１）方向の反射強度を１０
０としたときの、（１０’１）方向の回折強度の割合に
ついて調べた。１だ、あらかじめスパッタリングで白金
電極を設けたＭｇｏ単結晶基板にＰｂＴ ｉ Ｏｓ薄膜
をスパッタリングで取付けた試料の抵抗率を測定した。
０としたときの、（１０’１）方向の回折強度の割合に
ついて調べた。１だ、あらかじめスパッタリングで白金
電極を設けたＭｇｏ単結晶基板にＰｂＴ ｉ Ｏｓ薄膜
をスパッタリングで取付けた試料の抵抗率を測定した。
その結果を下表に示す。
表から明らか外ように、基板温度を５７５℃に′保持し
て高周波マグネトロンスパッタリング法により単結晶Ｍ
ｑＯの基板上にＰｂＴｉＯｓ薄膜を作製するとき、本発
明の範囲内の成膜条件すなわち初めの９０〜５分間を１
〜２０人／分という比較的遅い成膜速度でスパッタリン
グを行ない、その後は５０〜１００λ／分という比較的
速い成膜速度でスパックリングを行なうことにより、（
００１）方向に配向した、抵抗率が２ Ｘ １０”Ω・
ｃｒｎ以上の値を示す透明な薄膜を安定に作搾すること
ができる。
て高周波マグネトロンスパッタリング法により単結晶Ｍ
ｑＯの基板上にＰｂＴｉＯｓ薄膜を作製するとき、本発
明の範囲内の成膜条件すなわち初めの９０〜５分間を１
〜２０人／分という比較的遅い成膜速度でスパッタリン
グを行ない、その後は５０〜１００λ／分という比較的
速い成膜速度でスパックリングを行なうことにより、（
００１）方向に配向した、抵抗率が２ Ｘ １０”Ω・
ｃｒｎ以上の値を示す透明な薄膜を安定に作搾すること
ができる。
寸だ、基板温度は６５０℃から７００℃の間で変化させ
ても６７５℃のときと同様の結果が得られた。
ても６７５℃のときと同様の結果が得られた。
発明の効果
以上の結果から明らかなように、本発明に記載の強誘電
体薄膜の製造方法は、（００１）配向した抵抗率の高い
透明なＰｂＴ ｉ Ｏｓ薄膜を安定に、しかも再現性よ
く作製でき、工業的利用価値の大きいものである。
体薄膜の製造方法は、（００１）配向した抵抗率の高い
透明なＰｂＴ ｉ Ｏｓ薄膜を安定に、しかも再現性よ
く作製でき、工業的利用価値の大きいものである。
図は本発明の方法を実施する際の高周波マグネトロンス
パッタリング装置における基板とターゲット材料の配置
関係の一例を示す。 １・・・・・・基板、３・・・・・・ヒータ、４・・山
ターゲット材料。 代理人の氏名 弁理士 中−尾 敏 男 はが１名＝＝
■■ΣΣ 平＝￥更芙 二＝！刃
パッタリング装置における基板とターゲット材料の配置
関係の一例を示す。 １・・・・・・基板、３・・・・・・ヒータ、４・・山
ターゲット材料。 代理人の氏名 弁理士 中−尾 敏 男 はが１名＝＝
■■ΣΣ 平＝￥更芙 二＝！刃
Claims (1)
- ｐｂｏとＴｌＯ２の混合粉末をターゲット制料とし、基
板の温度を５５０〜７００℃に保った状態で、高周波マ
グネトロンスパッタリング法により前記基板上にＰｂＴ
ｉＯ３薄膜を作製するとき、初めの９０〜５分を２０〜
１人／分の成膜速度でスパッタリングを行ない、その後
は５０〜１００人／分の成膜速度でスパッタリングを行
なうことを特徴とする強誘電薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23271682A JPS59121119A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23271682A JPS59121119A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121119A true JPS59121119A (ja) | 1984-07-13 |
| JPS6241311B2 JPS6241311B2 (ja) | 1987-09-02 |
Family
ID=16943661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23271682A Granted JPS59121119A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121119A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121006A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 交叉光導波路の製造方法 |
| JPH0196368A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JPH01118807A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-11 | Hitachi Ltd | チタン酸化物薄膜の製造方法 |
| JPH0257686A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | チタン酸鉛薄膜の製造方法 |
| JPH0649638A (ja) * | 1992-06-03 | 1994-02-22 | Anelva Corp | 強誘電体薄膜作製方法 |
| JP2007288839A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 電柱立上り防護管 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP23271682A patent/JPS59121119A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121006A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 交叉光導波路の製造方法 |
| JPH0196368A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JPH01118807A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-11 | Hitachi Ltd | チタン酸化物薄膜の製造方法 |
| JPH0257686A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | チタン酸鉛薄膜の製造方法 |
| JPH0649638A (ja) * | 1992-06-03 | 1994-02-22 | Anelva Corp | 強誘電体薄膜作製方法 |
| JP2676304B2 (ja) * | 1992-06-03 | 1997-11-12 | アネルバ株式会社 | 強誘電体薄膜作製方法 |
| JP2007288839A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 電柱立上り防護管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6241311B2 (ja) | 1987-09-02 |
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