JPS6321298A - 酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、スパッタリングにより酸化亜鉛圧電結晶薄
膜を製造する方法の改良に関し、特にＣ軸が薄膜の形成
される基体表面に平行どなるように配向されている酸化
亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法に関づる。
膜を製造する方法の改良に関し、特にＣ軸が薄膜の形成
される基体表面に平行どなるように配向されている酸化
亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法に関づる。
［従来の技術］
酸化亜鉛薄膜は多結晶１ｌｔ３’！あるいは単結晶構造
を示すが、圧電体として用いるには結晶軸の成長方向が
揃うことが要求される。従来、Ｃ軸が酸化亜鉛Ｒ脱血と
垂直方向に配向している酸化亜鉛圧電結晶膜の製造方法
は確立されているが、Ｃ軸を該圧電結晶薄膜に平行に１
なりも面内配向させたものを製造することは困難であっ
た。
を示すが、圧電体として用いるには結晶軸の成長方向が
揃うことが要求される。従来、Ｃ軸が酸化亜鉛Ｒ脱血と
垂直方向に配向している酸化亜鉛圧電結晶膜の製造方法
は確立されているが、Ｃ軸を該圧電結晶薄膜に平行に１
なりも面内配向させたものを製造することは困難であっ
た。
もつとも、特公昭５０−２３９１８ 号には、アルミニ
ウムを添加してスパッタリングを行なうことにより、Ｃ
軸が薄膜の面内に揃うように配向された酸化亜鉛圧電薄
膜の製造方法が開示されている。
ウムを添加してスパッタリングを行なうことにより、Ｃ
軸が薄膜の面内に揃うように配向された酸化亜鉛圧電薄
膜の製造方法が開示されている。
また、特公昭５１−２０７１９には、陽極および陰極の
形状むらびに基体の配置をＴ夫することにより、ターゲ
ット材より斜方に向かう指向性を有づる被スパツタ物質
ビームを利用し、それによって得られる圧電薄膜のＣ軸
の方ｉイｌを制御し１する製造方法が示されている。
形状むらびに基体の配置をＴ夫することにより、ターゲ
ット材より斜方に向かう指向性を有づる被スパツタ物質
ビームを利用し、それによって得られる圧電薄膜のＣ軸
の方ｉイｌを制御し１する製造方法が示されている。
さらに、サファイヤの単結晶上において酸化亜鉛を１ビ
タキシヤル成長させることによりＣ軸が酸化亜鉛薄膜内
に揃うように配向されｌこものを製ｊ告Ｊる方法も実施
されている。
タキシヤル成長させることによりＣ軸が酸化亜鉛薄膜内
に揃うように配向されｌこものを製ｊ告Ｊる方法も実施
されている。
［発明が解決しようとＪ゛る問題点１
しかしながら、特公昭５０−２３９１８号の製造方法で
は、結果として１ｑられる酸化亜鉛圧電薄膜にアルミニ
ウムが含有されることにｔ【るため、絶縁性の点で難が
あり、圧電体として使用するのに好適な圧電薄膜を得る
ことが困難である。
は、結果として１ｑられる酸化亜鉛圧電薄膜にアルミニ
ウムが含有されることにｔ【るため、絶縁性の点で難が
あり、圧電体として使用するのに好適な圧電薄膜を得る
ことが困難である。
また、特公昭５１−２０７１９号の方法では、基体を正
確な向きに位置決めする必要があるだけでなく、スパッ
タビーム物質を斜方に発生するように構成づるものにす
ぎないため、Ｃ軸を薄膜に対して数１０度傾斜させるこ
とは可能であっても薄膜面に平行に揃えることは難しい
。
確な向きに位置決めする必要があるだけでなく、スパッ
タビーム物質を斜方に発生するように構成づるものにす
ぎないため、Ｃ軸を薄膜に対して数１０度傾斜させるこ
とは可能であっても薄膜面に平行に揃えることは難しい
。
また、サファイヤ単結晶を用いた方法では、Ｃ軸が薄膜
の面内方向に揃うように配向された酸化亜鉛圧電薄膜を
得ることは可能であるが、サファイヤ中結晶が極めて高
価であるため、圧電ｉ１＋股のコストがかなり高くつく
ことになる。
の面内方向に揃うように配向された酸化亜鉛圧電薄膜を
得ることは可能であるが、サファイヤ中結晶が極めて高
価であるため、圧電ｉ１＋股のコストがかなり高くつく
ことになる。
よって、この発明の目的は、Ｃ軸が薄膜の面内に揃うよ
うに配向されＣおり、かつ圧電体としＣ利用しやすい酸
化亜鉛圧電結晶膜ＩＱを安価に製造し青る方法を提供づ
ることにある。
うに配向されＣおり、かつ圧電体としＣ利用しやすい酸
化亜鉛圧電結晶膜ＩＱを安価に製造し青る方法を提供づ
ることにある。
［問題点を解決するための手段１
この発明の製造方法は、スパッタリングにより酸化亜鉛
圧電結晶薄膜を基体表面に形成するＴ稈を備えるもので
あり、 マンガンＸ原子％（０，１＜ｘ ＜１０）を含み、残部
が亜鉛よりなる亜鉛基合金をターゲット材とし、 １！ｉ索導入雰囲気下で、直流または交流電圧を印加し
−Ｃ反応性スパッタリングにより、基体表面にＣ軸が平
行に並ぶように配向した酸化亜鉛結晶薄膜を形成するこ
とを特徴とづるものである。
圧電結晶薄膜を基体表面に形成するＴ稈を備えるもので
あり、 マンガンＸ原子％（０，１＜ｘ ＜１０）を含み、残部
が亜鉛よりなる亜鉛基合金をターゲット材とし、 １！ｉ索導入雰囲気下で、直流または交流電圧を印加し
−Ｃ反応性スパッタリングにより、基体表面にＣ軸が平
行に並ぶように配向した酸化亜鉛結晶薄膜を形成するこ
とを特徴とづるものである。
［作用および発、明の効果］
この発明は、マンガン含有亜鉛合金をターゲット材とし
て用い、酸素雰囲気下で反応性スパッタリングにより基
体表面にＺｎＯ圧電結晶薄膜を形成すれば、Ｃ軸が該薄
膜に平行に並ぶように配向されることを見出し、該知見
に基づいてなされたものである。
て用い、酸素雰囲気下で反応性スパッタリングにより基
体表面にＺｎＯ圧電結晶薄膜を形成すれば、Ｃ軸が該薄
膜に平行に並ぶように配向されることを見出し、該知見
に基づいてなされたものである。
マンガン含有亜鉛合金を用いることによる効果の詳細は
必ずしも明確ではないが、後述の実施例から明らかなよ
うに、マンガンＸ原子％（０＜Ｘ〈１０）を含有する場
合にはＣ軸を膜面に平行とすることができるのに対して
、マンガンを無添加の場合にはＣ軸は１１１１面に直交
するように配向し、また０、１原子％含有させた場合に
はＣ軸が膜面に直交するものとＣ軸が膜面に平行なもの
とが混ざり合い、さらにマンガン含有量が１０原子％の
場合にも同様にＣ軸が膜面に直交するものが混在する圧
電結晶膜しか得られない。よって、上記のように０．１
原子％を越え、１０原子％までのマンガンを含有する亜
鉛合金をターゲット材として用いることが必要である。
必ずしも明確ではないが、後述の実施例から明らかなよ
うに、マンガンＸ原子％（０＜Ｘ〈１０）を含有する場
合にはＣ軸を膜面に平行とすることができるのに対して
、マンガンを無添加の場合にはＣ軸は１１１１面に直交
するように配向し、また０、１原子％含有させた場合に
はＣ軸が膜面に直交するものとＣ軸が膜面に平行なもの
とが混ざり合い、さらにマンガン含有量が１０原子％の
場合にも同様にＣ軸が膜面に直交するものが混在する圧
電結晶膜しか得られない。よって、上記のように０．１
原子％を越え、１０原子％までのマンガンを含有する亜
鉛合金をターゲット材として用いることが必要である。
この発明によれば、Ｃ軸が膜面に平行に並ぶように配向
させ得るだけでなく、アルミニウム等の絶縁性を低下さ
せる成分を含有しないため圧電体として利用しやすい酸
化亜鉛圧電結晶膜を得ることができる。また、サファイ
ヤ単結晶のような高価な材料を用いる必要もないため、
酸化亜鉛圧電結晶薄膜のコストを低減することも可能と
なる。
させ得るだけでなく、アルミニウム等の絶縁性を低下さ
せる成分を含有しないため圧電体として利用しやすい酸
化亜鉛圧電結晶膜を得ることができる。また、サファイ
ヤ単結晶のような高価な材料を用いる必要もないため、
酸化亜鉛圧電結晶薄膜のコストを低減することも可能と
なる。
この発明により得られる酸化亜鉛圧電結晶薄膜は、たと
えば横波を利用したマイクロ波領域の］〜ランスゲ１−
サとして好適に用いられ得る。
えば横波を利用したマイクロ波領域の］〜ランスゲ１−
サとして好適に用いられ得る。
［実施例の説明］
第１図は、以下の実施例を実施するにあたって用いた２
極マグネトロンスパツタリング装置を示す。ベルジャ１
内には、陰極２および陽極３が対向配置されている。陰
極２上にはマンガン含有亜鉛合金からなるターゲット４
が固定されており、他方陽極３上には酸化亜鉛圧電結晶
薄膜をその表面に形成するための基体５が固定されてい
る。なお、７は排気口であり、８はガス導入口、９はマ
グネトロンを示・す。
極マグネトロンスパツタリング装置を示す。ベルジャ１
内には、陰極２および陽極３が対向配置されている。陰
極２上にはマンガン含有亜鉛合金からなるターゲット４
が固定されており、他方陽極３上には酸化亜鉛圧電結晶
薄膜をその表面に形成するための基体５が固定されてい
る。なお、７は排気口であり、８はガス導入口、９はマ
グネトロンを示・す。
ターゲット４としては、亜鉛に種々の量のマンガンを添
加し、これを溶解して直径１６０Ｉｌ１ｍ、厚み５ｎ＋
＋ｎの円板に成形したものを用いた。
加し、これを溶解して直径１６０Ｉｌ１ｍ、厚み５ｎ＋
＋ｎの円板に成形したものを用いた。
スパッタリングの条件は、以下のとおりである。
スパッタ電カニ５００Ｗ〜１ ＫＷ、周波数：１３．５
６Ｍ１−１ｚ スパッタ圧カニ ３Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒスパッタ
ガス混合比：Ａｒ：０２−１：１スパッタガス流量：１
０ｃｃ／分 磁界強度：３００ガウス（ターゲット上における１直
） 基体−ターゲット間距離：１００ｍｍ なお、基体５としては、Ａｕ２０ｓ、ガラスまたは恒弾
性鋼からなる基板を用いた。
６Ｍ１−１ｚ スパッタ圧カニ ３Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒスパッタ
ガス混合比：Ａｒ：０２−１：１スパッタガス流量：１
０ｃｃ／分 磁界強度：３００ガウス（ターゲット上における１直
） 基体−ターゲット間距離：１００ｍｍ なお、基体５としては、Ａｕ２０ｓ、ガラスまたは恒弾
性鋼からなる基板を用いた。
スパッタリングに際しては、ターゲット４と基体５どの
間に１３．５６ＭＨ２の交流を印加し２極マグネトロン
ＲＦスパツタにより行ない、ペルジャー１内はＩ Ｘｌ
０− ＧＴｏｒｒ以下に排気し、Ａｒ：０２の混合ガ
スを１０ＣＣ／分の流岳でガス導入ロアから導入し、排
気弁を調整しペルジャー１内の圧力を３Ｘ１０− ’
Ｔｏｒｒにして行なった。
間に１３．５６ＭＨ２の交流を印加し２極マグネトロン
ＲＦスパツタにより行ない、ペルジャー１内はＩ Ｘｌ
０− ＧＴｏｒｒ以下に排気し、Ａｒ：０２の混合ガ
スを１０ＣＣ／分の流岳でガス導入ロアから導入し、排
気弁を調整しペルジャー１内の圧力を３Ｘ１０− ’
Ｔｏｒｒにして行なった。
以上の条件で形成された酸化亜鉛圧電結晶薄膜の配向性
を下記に示す。なお、比較のためにマンガンを含有して
いむい亜鉛のみからなるターゲット材を用いた場合、な
らびに酸化亜鉛にＭｎＣＯ３を添加したターゲット材を
用いた場合の配向性を併せて示す。
を下記に示す。なお、比較のためにマンガンを含有して
いむい亜鉛のみからなるターゲット材を用いた場合、な
らびに酸化亜鉛にＭｎＣＯ３を添加したターゲット材を
用いた場合の配向性を併せて示す。
＊：ｒＣ軸直交」は、Ｃ軸が膜面に直交するように配向
していることを示し、「Ｃ軸面内」は、Ｃ軸が膜面に平
行に配向していることを示づ。
していることを示し、「Ｃ軸面内」は、Ｃ軸が膜面に平
行に配向していることを示づ。
上記表より、マンガンが５％含有された亜鉛合金をター
ゲット材として用いた場合には、Ｃ軸が基体表面方向す
なわち薄膜の面内に揃うように配向され得ることがわか
る。
ゲット材として用いた場合には、Ｃ軸が基体表面方向す
なわち薄膜の面内に揃うように配向され得ることがわか
る。
これに対して、ターゲット材として酸化亜鉛にＭｎｃＯ
ａを添加したものや、マンガンを全（添加しない亜鉛か
らなるものを用いた場合には、Ｃ軸が薄膜面に直交する
Ｊ：うに配向した酸化亜鉛圧電結晶薄膜しか得られない
ことがわかる。
ａを添加したものや、マンガンを全（添加しない亜鉛か
らなるものを用いた場合には、Ｃ軸が薄膜面に直交する
Ｊ：うに配向した酸化亜鉛圧電結晶薄膜しか得られない
ことがわかる。
第１図は、この発明の一実施例に用いるマグネトロンス
パッタ装置を示す模式図である。 図において、１はペルジャー、２は陰極、３は陽極、４
はターゲット、６は基体、７は排気口、７はガス導入口
を示す。 一〇− 第１図
パッタ装置を示す模式図である。 図において、１はペルジャー、２は陰極、３は陽極、４
はターゲット、６は基体、７は排気口、７はガス導入口
を示す。 一〇− 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スパッタリングにより酸化亜鉛圧電結晶薄膜を基体表
面に形成する工程を有する酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造
方法において、 マンガン×原子％（０．１＜ｘ＜１０）を含み、残部が
亜鉛よりなる亜鉛基合金をターゲット材とし、 酸素導入雰囲気下で、直流または交流電圧を印加して反
応性スパッタリングにより、基体表面にＣ軸が平行に並
ぶように配向した酸化亜鉛圧電結晶薄膜を形成すること
を特徴とする、酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61163135A JPH0753636B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61163135A JPH0753636B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321298A true JPS6321298A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0753636B2 JPH0753636B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15767862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61163135A Expired - Lifetime JPH0753636B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753636B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998022636A1 (fr) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cible pour pulverisation, et film antiferromagnetique et element a effet magnetoresistant formes a l'aide de ladite cible |
| WO2004105148A1 (ja) * | 2003-05-22 | 2004-12-02 | Fujitsu Limited | 圧電素子、その製造方法、およびタッチパネル装置 |
| JP2005039172A (ja) * | 2003-03-07 | 2005-02-10 | Kwangu Inst Of Science & Technology | 亜鉛酸化物半導体の製造方法 |
| CN115094393A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 武汉大学 | 同时激发纵-横波的ZnO压电涂层材料及其制备方法与应用 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP61163135A patent/JPH0753636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998022636A1 (fr) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cible pour pulverisation, et film antiferromagnetique et element a effet magnetoresistant formes a l'aide de ladite cible |
| US6165607A (en) * | 1996-11-20 | 2000-12-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and antiferromagnetic film and magneto-resistance effect element formed by using the same |
| CN100336934C (zh) * | 1996-11-20 | 2007-09-12 | 株式会社东芝 | 抗铁磁材料膜和包括其的磁阻效应器件 |
| JP2005039172A (ja) * | 2003-03-07 | 2005-02-10 | Kwangu Inst Of Science & Technology | 亜鉛酸化物半導体の製造方法 |
| WO2004105148A1 (ja) * | 2003-05-22 | 2004-12-02 | Fujitsu Limited | 圧電素子、その製造方法、およびタッチパネル装置 |
| EP1628350A1 (en) * | 2003-05-22 | 2006-02-22 | Fujitsu Limited | Piezoelectric device , its manufacturing method, and touch panel device |
| US7605523B2 (en) | 2003-05-22 | 2009-10-20 | Fujitsu Limited | Piezoelectric device, its manufacturing method, and touch panel device |
| EP1628350A4 (en) * | 2003-05-22 | 2009-12-02 | Fujitsu Ltd | PIEZOELECTRIC COMPONENT, METHOD FOR ITS MANUFACTURE AND TOUCH PANEL EQUIPMENT |
| CN115094393A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 武汉大学 | 同时激发纵-横波的ZnO压电涂层材料及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0753636B2 (ja) | 1995-06-07 |
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