JPS59137318A - 配向強誘電体薄膜素子の作製方法 - Google Patents
配向強誘電体薄膜素子の作製方法Info
- Publication number
- JPS59137318A JPS59137318A JP843283A JP843283A JPS59137318A JP S59137318 A JPS59137318 A JP S59137318A JP 843283 A JP843283 A JP 843283A JP 843283 A JP843283 A JP 843283A JP S59137318 A JPS59137318 A JP S59137318A
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- JP
- Japan
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- thin film
- lead titanate
- curie point
- ferroelectric substance
- manufacture
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- Pending
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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
本発明は配向した強誘電体薄膜素子、特に焦電素子′、
光変調素子、電気光学効果素子、圧電素子あるいは光導
波回路などに適した強誘電体薄膜素子の作製方法に関す
るものである。
光変調素子、電気光学効果素子、圧電素子あるいは光導
波回路などに適した強誘電体薄膜素子の作製方法に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
強誘電体化合物はその圧電性、焦電性を利用して、圧電
フィルタや振動子などの電子部品に広く中いられている
。まだ、光変調素子や光シヤツターなどの電子光学素子
への応用、さらには光導波回路への応用も進められて因
る。強誘電体化合物の素体としては、単結晶の作製が一
般に困難であり、ジルコン酸チタノ酸鉛磁器やＰＬＺＴ
ｉ器にみられるように磁器として使用される場合が多い
。
フィルタや振動子などの電子部品に広く中いられている
。まだ、光変調素子や光シヤツターなどの電子光学素子
への応用、さらには光導波回路への応用も進められて因
る。強誘電体化合物の素体としては、単結晶の作製が一
般に困難であり、ジルコン酸チタノ酸鉛磁器やＰＬＺＴ
ｉ器にみられるように磁器として使用される場合が多い
。
しか（−磁器は多結晶体であるだめ、結晶粒子の方向が
無秩序であり、そのため単結晶材料の持つ本来の特質が
十分に活用されていない。また、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
光が散乱する。このようなことからも、磁器を光学的な
分野で使用するのは不利であり、単結晶化することが望
ましい。
無秩序であり、そのため単結晶材料の持つ本来の特質が
十分に活用されていない。また、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
光が散乱する。このようなことからも、磁器を光学的な
分野で使用するのは不利であり、単結晶化することが望
ましい。
一方、近年、デバイスのモノリシック化が進メられる傾
向にあり、また光ＩＣ用材料の開発なども考えあわせる
と、単結晶強誘電体薄膜材料が望まれており、かつ工業
的にみて容易に作製できることが必要である。ところで
、チタン酸鉛は実用的にみてずぐれた強誘電性を持つ物
質で、実際、強誘雷体＠器として種々の電子材料に応用
されており、薄膜化するに最適な材料の一つである。
向にあり、また光ＩＣ用材料の開発なども考えあわせる
と、単結晶強誘電体薄膜材料が望まれており、かつ工業
的にみて容易に作製できることが必要である。ところで
、チタン酸鉛は実用的にみてずぐれた強誘電性を持つ物
質で、実際、強誘雷体＠器として種々の電子材料に応用
されており、薄膜化するに最適な材料の一つである。
１−かしながら、チタン酸鉛は結晶学的異方性が大きい
こと、鉛の蒸気圧が高いことから良好な単結晶の作製か
困難である。
こと、鉛の蒸気圧が高いことから良好な単結晶の作製か
困難である。
発明の目的
本発明は配向性チタン酸鉛の薄膜を応用した素子を工業
的に容易に作製できる方法を提供［〜ようとするもので
ある。
的に容易に作製できる方法を提供［〜ようとするもので
ある。
発明の構成
本発明はチタノ酸鉛の強誘電相における分極軸方向の熱
膨張係数とそｈに垂直な方向の熱膨張係数、そして、薄
膜を成長させる基板の熱膨張係数の差に注目してなされ
たもので、基板上にチタン酸鉛薄膜を形成してから、こ
の強誘電体薄膜のキュリ一点より高い温度に加熱し、３
００℃／時間より遅い速度で冷却することを特徴とする
。この方法により分極軸方向に高度に配向したチタン酸
鉛薄膜を得ることができる。
膨張係数とそｈに垂直な方向の熱膨張係数、そして、薄
膜を成長させる基板の熱膨張係数の差に注目してなされ
たもので、基板上にチタン酸鉛薄膜を形成してから、こ
の強誘電体薄膜のキュリ一点より高い温度に加熱し、３
００℃／時間より遅い速度で冷却することを特徴とする
。この方法により分極軸方向に高度に配向したチタン酸
鉛薄膜を得ることができる。
実施例の説明
本発明の実施に用いたチタン酸鉛薄膜は、高周波マグネ
トロンスパッタリング法で作製した。基板には（１ｏＱ
）面にそって骨間研摩した酸化マグネシウム単結晶板を
使用し、まずく１００〉方向に配向した白金エピタキシ
ャル嘆を０．５μｍ程度成長させ、その上に、チタン酸
鉛薄膜を２μｍの厚さに形成し、実ＭＥ用いた。上記の
チタン酸鉛薄膜をアルミナボードに入れ、ＳｉＣ発熱体
を用いて空気中で加熱、冷却を（−だ。
トロンスパッタリング法で作製した。基板には（１ｏＱ
）面にそって骨間研摩した酸化マグネシウム単結晶板を
使用し、まずく１００〉方向に配向した白金エピタキシ
ャル嘆を０．５μｍ程度成長させ、その上に、チタン酸
鉛薄膜を２μｍの厚さに形成し、実ＭＥ用いた。上記の
チタン酸鉛薄膜をアルミナボードに入れ、ＳｉＣ発熱体
を用いて空気中で加熱、冷却を（−だ。
チタン酸鉛のキュリ一点は４７０℃であるととが知られ
ているので、２００℃／時間の昇温速度で５５０℃まで
加熱し、１０℃／時間、５０℃／時間、１００℃／時間
、１５０℃／時間、２００℃／時間、２５０℃／時間、
３００℃／時間、３５０℃／時間、４ｏＱ℃／時間の各
冷却速度で徐冷し、それぞれについて、Ｘ線回析を行な
い、配向性について調べた。
ているので、２００℃／時間の昇温速度で５５０℃まで
加熱し、１０℃／時間、５０℃／時間、１００℃／時間
、１５０℃／時間、２００℃／時間、２５０℃／時間、
３００℃／時間、３５０℃／時間、４ｏＱ℃／時間の各
冷却速度で徐冷し、それぞれについて、Ｘ線回析を行な
い、配向性について調べた。
第１表にチタン酸鉛の分極軸に対応する（○０１）面の
Ｘ線回折強度Ｉ（ｏｏｌ）とそれに垂直な（１００）１
７ｉｉのＸ線回折強度Ｉ（１ｏｏ）の比と第１表から明
らかなように、徐冷速度３ｏ○℃／時間よりゆっくり冷
却することで、Ｃ軸方向に配向した良質のチタン酸鉛薄
膜が得ら九ることかわかる。
Ｘ線回折強度Ｉ（ｏｏｌ）とそれに垂直な（１００）１
７ｉｉのＸ線回折強度Ｉ（１ｏｏ）の比と第１表から明
らかなように、徐冷速度３ｏ○℃／時間よりゆっくり冷
却することで、Ｃ軸方向に配向した良質のチタン酸鉛薄
膜が得ら九ることかわかる。
配向膜について電子線回折を行な−たところ、ｃ−は基
板に垂直であり、各回折点がスポット状に出現すること
から、このチタン酸鉛薄膜がエヒリキシャル膜であるこ
とがわかる。図に冷却速度１ｏ○℃／時間の場合のＸ線
回折図形を示す。
板に垂直であり、各回折点がスポット状に出現すること
から、このチタン酸鉛薄膜がエヒリキシャル膜であるこ
とがわかる。図に冷却速度１ｏ○℃／時間の場合のＸ線
回折図形を示す。
上記の方法で得らｈた配向性チタン酸鉛について焦電特
性を測定した。結果を無配向のチタン酸鉛薄膜およびチ
タノ酸鉛磁器の値と比較して第２表に示す。
性を測定した。結果を無配向のチタン酸鉛薄膜およびチ
タノ酸鉛磁器の値と比較して第２表に示す。
譬２表
第２表から明らかなように、本発明の方法による配向性
チタノ酸鉛薄膜は他の二個に比べて非常に良好な特性を
示した１、 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の方法によれば
、非常によ〈配向したチタン酸鉛薄膜素−ｒを作製する
ことができる。また、徐冷という簡単な操作でよいので
、実施が非常に容易である。
チタノ酸鉛薄膜は他の二個に比べて非常に良好な特性を
示した１、 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の方法によれば
、非常によ〈配向したチタン酸鉛薄膜素−ｒを作製する
ことができる。また、徐冷という簡単な操作でよいので
、実施が非常に容易である。
図は本発明の一実施例の方法で作製された素子のチタン
酸鉛薄膜のＸ線回折図形を示す。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名。 ２ρ（Ｃａ ｋｄ ）
酸鉛薄膜のＸ線回折図形を示す。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名。 ２ρ（Ｃａ ｋｄ ）
Claims (2)
- （１）基板上ｒ強誘電体薄膜を形成してから、前記強誘
電体薄膜のキュリ一点より高い温度に加熱し、冷却時に
キュリ一点を連爆して３００℃／時間より遅い冷却速度
で徐冷することを特徴とする配向強誘電体薄膜素子の作
製方法。 - （２）基板が正の熱膨張係数を持ち、強誘電体薄膜がチ
タン酸鉛で構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の配向強誘電体薄膜素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP843283A JPS59137318A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 配向強誘電体薄膜素子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP843283A JPS59137318A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 配向強誘電体薄膜素子の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137318A true JPS59137318A (ja) | 1984-08-07 |
Family
ID=11692958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP843283A Pending JPS59137318A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 配向強誘電体薄膜素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137318A (ja) |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP843283A patent/JPS59137318A/ja active Pending
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