KR20160003777A - 압전체 박막 및 그 제조 방법 - Google Patents

압전체 박막 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160003777A
KR20160003777A KR1020157033570A KR20157033570A KR20160003777A KR 20160003777 A KR20160003777 A KR 20160003777A KR 1020157033570 A KR1020157033570 A KR 1020157033570A KR 20157033570 A KR20157033570 A KR 20157033570A KR 20160003777 A KR20160003777 A KR 20160003777A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
piezoelectric thin
scandium
target material
content
Prior art date
Application number
KR1020157033570A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101830490B1 (ko
Inventor
아키히코 데시가하라
가즈히코 가노
모리토 아키야마
게이코 니시쿠보
Original Assignee
가부시키가이샤 덴소
내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 덴소, 내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 덴소
Publication of KR20160003777A publication Critical patent/KR20160003777A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101830490B1 publication Critical patent/KR101830490B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H01L41/316—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0047—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
    • C23C14/0052—Bombardment of substrates by reactive ion beams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C23C14/185—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3464—Sputtering using more than one target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
    • H01L41/187—
    • H01L41/37—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • H10N30/076—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing by vapour phase deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/853—Ceramic compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

스퍼터링에 의해 얻어지고, 또한 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막(1)이다. 그 탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하이다. 압전체 박막(1)의 제조에 있어서는, 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 탄소 원자의 함유율이 5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금 타깃재(10)로부터 스칸듐과 알루미늄을 기판 상(21)에 동시에 스퍼터링한다. 또한, 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔(31)을 조사하여 스퍼터링할 수도 있다. 또한, Sc 타깃재와 Al 타깃재로부터 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링할 수도 있다. 이에 의해, 우수한 압전 특성을 발휘하는 압전체 박막 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

압전체 박막 및 그 제조 방법 {PIEZOELECTRIC THIN FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 출원은, 당해 개시 내용이 참조에 의해 본 출원에 포함된, 2013년 5월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-115477호를 기초로 하고 있다.
본 개시는, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
스칸듐 알루미늄 질화물(ScxAl1-xN;0＜x＜1)로 이루어지는 압전체 박막은, 예를 들어 질화알루미늄 박막 등에 비해 높은 압전 상수를 나타내는 것이 가능하다. 그로 인해, 표면 탄성파(SAW) 소자나, 폭넓은 발광 파장을 갖는 발광 다이오드(LED)용의 발광층, 미소 전기 기계 소자(MEMS) 등에의 적용이 기대되고 있다.
스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막은, 질소 분위기하에 있어서 스칸듐과 알루미늄을 기판 상에 스퍼터링함으로써 제조된다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2009-10926호 공보
그러나, 스퍼터링에 의해 얻어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막은, 압전 특성에 편차가 있다. 즉, 스칸듐과 알루미늄의 비율이 동일한 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 제작해도, 그 압전 상수 등의 압전 특성에 크게 편차가 발생해 버린다. 그로 인해, 반드시 우수한 압전 특성을 나타내는 압전체 박막을 얻을 수 있는 것은 아닌 우려가 있다.
본 개시는, 이러한 배경에 비추어 이루어진 것이며, 우수한 압전 특성을 발휘할 수 있는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막, 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명자들은, 압전 성능의 편차의 원인이 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막 중의 탄소 원자에 있는 것을 발견하였다. 또한 그 함유율을 제어함으로써, 압전체 박막의 압전 성능을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 본 개시의 일 형태는, 스퍼터링에 의해 얻어지고, 또한 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막이며,
탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인 압전체 박막.
본 개시의 다른 형태는, 상기 압전체 박막을 제조하는 방법에 있어서,
적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재로부터, 스칸듐과 알루미늄을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 일원 스퍼터링 공정을 실시하고,
상기 합금 타깃재는, 탄소 원자의 함유율이 5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 압전체 박막의 제조 방법.
본 개시의 또 다른 형태는, 상기 압전체 박막을 제조하는 방법에 있어서,
적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐으로 이루어지는 Sc 타깃재와 알루미늄으로 이루어지는 Al 타깃재로부터, 스칸듐과 알루미늄을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 이원 스퍼터링 공정을 실시하고,
상기 압전체 박막은, 일반식 ScxAl1-xN(0＜x＜1)으로 나타내어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지고, 상기 Sc 타깃재는, 탄소 원자의 함유율이 5/x(at％) 이하인 스칸듐으로 이루어지는 압전체 박막의 제조 방법.
또한, 본 개시의 또 다른 형태는, 압전체 박막을 제조하는 방법에 있어서,
스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재와 기판을 대향하도록 배치하고, 상기 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔을 조사하고, 상기 합금 타깃재로부터 스칸듐과 알루미늄을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 이온 조사 스퍼터링 공정을 실시하고,
상기 이온 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 적어도 질소 이온을 포함하는 상기 이온빔을 조사하거나, 혹은 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 상기 이온빔을 조사하는 압전체 박막의 제조 방법.
상기 압전체 박막은, 스퍼터링으로부터 얻어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어진다. 스퍼터링 시에는, 그 원료로 되는 타깃재로부터 미량의 탄소 원자가 압전체 박막에 혼입되는 경우가 있다. 이 탄소 원자의 혼입이, 압전체 박막의 압전 d33 상수 등의 압전 특성을 저하시키는 요인으로 될 수 있다. 상기 압전체 박막은, 상술한 바와 같이 탄소 원자의 함유율이 낮은 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지므로, 우수한 압전 특성을 발휘할 수 있다.
또한, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막에 있어서는, 탄소 원자의 함유율이 2.5at％를 초과하면, 탄소 원자의 함유율이 증대됨에 따라 압전 d33 상수 등의 압전 특성의 저하폭도 커진다. 상기한 바와 같이, 탄소 원자의 함유율을 2.5at％로 함으로써, 압전 특성의 저하를 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 탄소 원자를 함유하고 있지 않은 순수한 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막에 비해서도, 본 개시에 관한 압전체 박막은, 손색이 없는 우수한 압전 특성을 나타낼 수 있다.
상기 압전체 박막은, 일원 스퍼터링 공정에 의해 제조할 수 있다. 즉, 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재로부터, 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써 제조할 수 있다. 이때, 탄소 원자의 함유율이 5at％ 이하인 합금 타깃재를 사용함으로써, 상기한 바와 같이 탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인 압전체 박막을 제조할 수 있다.
또한, 상기 압전체 박막은, 이원 스퍼터링 공정에 의해 제조할 수 있다. 즉, 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐으로 이루어지는 Sc 타깃재와 알루미늄으로 이루어지는 Al 타깃재로부터, 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써 제조할 수 있다. 이때, 상기 압전체 박막으로서, 일반식 ScxAl1-xN(0＜x＜1)으로 나타내어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 박막을 제조할 때에, 탄소 원자의 함유율이 5/x(at％) 이하인 Sc 타깃재가 사용된다. 이에 의해, 상기한 바와 같이 탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인 압전체 박막을 제조할 수 있다.
또한, 상기 압전체 박막은, 조사 스퍼터링 공정에 의해 제조할 수 있다. 즉, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재와 기판을 대향하도록 배치하고, 상기 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔을 조사한다. 그리고, 상기 합금 타깃재로부터 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써 제조할 수 있다.
이 이유는 다음과 같다. 즉, 이온빔의 조사에 의해 타깃재로부터 튕겨져 나오는 원자(피 스퍼터 원자)의 방출 각도 분포는, 그 원자량에 따라 다르다. 원자량이 작은 원자는, 원자량이 큰 원자에 비해 이온빔의 입사 방향과 동일한 방향에서 역방향으로 방사되는 비율이 많아진다.
따라서, 상기 조사 스퍼터링 공정과 같이, 상기 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔을 조사한다. 그러면, 합금 타깃재 중에 포함되는 탄소 원자의 대부분은, Sc나 Al에 비해 원자량이 작으므로, 이온빔의 입사 방향과 동일한 방향이며 또한 역방향으로 방사된다. 그 결과, 기판에의 탄소 원자의 방사량을 매우 적게 할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인 압전체 박막을 제조할 수 있다. 또한, 이온 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 적어도 질소 이온을 포함하는 이온빔을 조사하거나, 혹은 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 이온빔을 조사한다. 그로 인해, 스퍼터링에 의해, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 일원 스퍼터링 공정, 이원 스퍼터링 공정, 또는 조사 스퍼터링 공정을 행함으로써, 탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인 압전체 박막을 제조할 수 있다. 상기 압전체 박막은, 높은 압전 d33 상수를 나타내고, 우수한 압전 특성을 확실하게 발휘할 수 있다.
이와 같이, 본 개시에 따르면, 우수한 압전 특성을 발휘할 수 있는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 있어서의, 기판 상에 형성된 압전체 박막의 단면 구조를 도시하는 설명도.
도 2는 실시예 1에 있어서의, 압전체 박막의 제조 방법의 개략을 도시하는 설명도.
도 3은 실시예 1에 있어서의, 압전체 박막 중에 포함되는 탄소 원자의 함유율(at％)과, 압전체 박막의 압전 d33 상수(pC/N)의 관계를 나타내는 설명도.
도 4는 실시예 2에 있어서의, 압전체 박막의 제조 방법의 개략을 도시하는 설명도.
다음으로, 상기 압전체 박막 및 그 제조 방법에 있어서의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다.
상기 압전체 박막은, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어진다. 스칸듐 알루미늄 질화물은, 일반식 ScxAl1 - xN(0＜x＜1)으로 나타낼 수 있다. 바람직하게는, x는, 0.05≤x≤0.5를 만족시키는 것이 좋다. 이 경우에는, 상기 압전체 박막의 압전 응답성을 보다 향상시킬 수 있다. 보다 바람직하게는, 0.15≤x≤0.45가 좋다.
상기 압전체 박막은, 기판 상에 형성할 수 있다. 기판으로서는, 예를 들어 실리콘, 사파이어, 탄화규소, 질화갈륨, 니오븀산리튬, 니오븀산탄탈륨, 수정, 유리, 금속, 스테인리스, 인코넬, 고분자 필름 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는, 예를 들어 폴리이미드 필름 등이 있다.
상기 압전체 박막은, 상기 일원 스퍼터링 공정, 상기 이원 스퍼터링 공정, 또는 상기 조사 스퍼터링 공정을 행함으로써 제조할 수 있다. 일원 스퍼터링 공정 및 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 합금 타깃재를 사용한다. 합금 타깃재 중에 있어서의 스칸듐과 알루미늄의 비율은, 목적 조성의 스칸듐 알루미늄 질화물에 있어서의 스칸듐과 알루미늄의 비율에 따라 적절히 결정할 수 있다.
또한, 이원 스퍼터링 공정에 있어서는, Al 타깃재와 Sc 타깃재를 사용한다. 상기 이원 스퍼터링 공정에 있어서는, 스퍼터링 시에 있어서의 전력 밀도를 조정함으로써, 목적으로 하는 압전체 박막에 있어서의 스칸듐과 알루미늄의 비율을 조정할 수 있다.
상기 일원 스퍼터링 공정 및 상기 이원 스퍼터링 공정에 있어서, 각종 타깃재의 전력 밀도는, 예를 들어 4.3∼14W/㎠의 범위 내로 할 수 있다. 6.5∼11W/㎠의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 타깃재의 전력 밀도는, 스퍼터링 전력을 타깃재의 면적으로 나눈 값이다.
합금 타깃재 및 Sc 타깃재는, 고주파 유도 가열이나 아크 용해에 의해 제조할 수 있다. 이 합금 타깃재나 Sc 타깃재의 제조 시에는, 탄소제의 도가니 또는 탄소를 함유하는 도가니가 사용되고 있다. 이 도가니로부터 타깃재 중에 탄소 원자가 혼입되고, 목적으로 하는 압전체 박막에도 탄소 원자가 혼입된다. 상기 일원 스퍼터링 공정 및 상기 이원 스퍼터링 공정에 있어서는, 각각 합금 타깃재 및 Sc 타깃재 중의 탄소 원자의 함유율을 낮춤으로써, 목적으로 하는 압전체 박막의 탄소 원자의 함유율을 낮출 수 있다.
또한, 상기 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 상기 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔을 조사한다. 즉, 상기 대향면에 있어서의 상기 이온빔의 입사각을 예각으로 한다. 입사각을 작게 할수록, 압전체 박막 중의 탄소 원자의 함유율을 낮출 수 있다. 한편, 입사각을 작게 하면, 스퍼터링에 의한 압전체 피막의 생성 속도가 저하되는 경향이 있다. 생성 속도를 크게 저하시키는 일 없이, 탄소 원자의 함유율을 충분히 낮춘다고 하는 관점에서, 이온빔의 입사각은 15∼80°인 것이 바람직하고, 25∼70°인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 조사 스퍼터링 공정에 있어서도, 합금 타깃재 중의 탄소 원자의 함유량은 적은 것이 바람직하다. 조사 스퍼터링 공정에 있어서의 합금 타깃 중의 탄소 원자의 함유율은 예를 들어 10at％ 이하로 할 수 있고, 5at％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 한층 더 확실하게 압전체 박막 중의 탄소 원자의 함유율을 낮출 수 있다.
또한, 스퍼터링은, 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 행할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 질소 가스와, 아르곤 가스 등의 불활성 가스의 혼합 가스 분위기하에서 행할 수 있다. 혼합 가스 분위기하에서 스퍼터링을 행하는 경우에는, 혼합 가스 중의 질소 가스 농도를 25∼50체적％로 할 수 있다. 압전체 박막의 압전 응답성을 향상시킨다고 하는 관점에서, 질소 가스 농도는 30∼45체적％인 것이 바람직하다.
또한, 스퍼터링은, 0.1∼0.8㎩의 압력하에서 행할 수 있다. 바람직하게는, 0.1∼0.4㎩의 압력하에서 행하는 것이 좋다.
스퍼터링에 있어서의 기판의 온도는, 예를 들어 18∼600℃의 범위 내로 할 수 있다. 바람직하게는, 200∼400℃로 하는 것이 좋다.
상기 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 적어도 질소 이온을 포함하는 이온빔을 조사하거나, 혹은 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 이온빔을 조사한다. 질소 이온을 포함하는 이온빔을 조사하는 경우에는, 예를 들어 Ar 가스, 질소 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 포함하는 분위기하에서 조사 스퍼터링 공정을 행할 수 있다. 또한, 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 이온빔을 조사하는 경우에는, 아르곤 등의 이온빔을 조사할 수 있다. 아르곤 등의 이온빔에는 질소 이온이 포함되어 있어도 된다.
실시예
(실시예 1)
다음으로, 압전체 박막의 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.
본 예에 있어서는, 탄소 원자(C)의 함유율이 다른 복수의 압전체 박막을 제조하고, 이들의 압전 상수의 평가를 행한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 예의 압전체 박막(1)은, 실리콘으로 이루어지는 기판(2) 상에 형성되어 있고, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지고, 미량의 탄소를 함유한다.
압전체 박막(1)의 제조에 있어서는, 우선, 시판되고 있는 실리콘으로 이루어지는 기판과, 시판되고 있는 스칸듐 알루미늄 합금(Sc0 . 45Al0 .55 합금)으로 이루어지는 판상의 합금 타깃재를 준비하였다. 합금 타깃재는, 탄소제의 도가니를 사용한 고주파 유도 가열에 의해 제작된 것이며, 스칸듐과 알루미늄의 원소 조성비는 0.45:0.55(Sc:Al)이다. 또한, 본 예에 있어서, 합금 타깃재 중의 Sc 함유율(at％), 및 후술하는 압전체 박막 중의 Sc 함유율(at％)은, 파장 분산형 형광 X선 분석 장치[니혼덴시 가부시끼가이샤제의 「JXA-8500F」]에 의해 분석한 결과에 기초하여 산출하였다.
다음으로, 스퍼터링 장치(알박사제의 고주파 마그네트론 스퍼터링 장치)를 사용하여, 질소 분위기하에서 기판 상에 합금 타깃 중에 포함되는 Sc와 Al을 스퍼터링함으로써, 압전체 박막을 제작하였다.
구체적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스퍼터링 챔버 내에 기판(2)과 합금 타깃재(10)를 대향하도록 배치하였다. 그리고, 스퍼터링 압력 0.16㎩, 질소 농도 43체적％, 타깃 전력 밀도 10W/㎠, 기판 온도 300℃, 스퍼터링 시간 200분이라고 하는 조건에서, 합금 타깃재(10)로부터 스칸듐(101)과 알루미늄(102)을 기판(2) 상에 스퍼터링하였다. 또한, 스퍼터링 챔버는, 5×10－5㎩ 이하로 감압하고, 챔버 내에 99.999체적％의 아르곤 가스 및 99.999체적％의 질소 가스를 도입하였다. 합금 타깃재(10)는, 증착 전에, Ar 가스 분위기에서 3분간 스퍼터링하였다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 예에 있어서는, 합금 타깃재(10)에 RF 전압을 인가하여, 합금 타깃재(10)의 표면에 RF 플라즈마(11)를 형성시켰다. 이에 의해, 자기 바이어스 효과에 의해 플라즈마(11) 중의 양이온(질소 이온 및 아르곤 이온)이, 합금 타깃재(10)를 향해 가속되어 충돌한다. 이 충돌에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 합금 타깃재(10)로부터 스칸듐 원자(101)나 알루미늄 원자(102)가 튕겨져 나오고, 합금 타깃재(10)에 대향하도록 배치한 기판(2)의 대향면(21) 상에 스퍼터링된다.
이와 같이 하여, 기판(2) 상에, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막(1)을 제작하였다(도 1 참조). 또한, 본 예에 있어서는, RF 전압을 인가하는 예로 설명하였지만, DC 전압을 인가하는 경우라도 마찬가지로 하여 압전체 박막(1)을 제조할 수 있다.
얻어진 압전체 박막(1)에 대해, CuKα선을 사용한 전자동 X선 회절 장치(맥 사이언스사제의 「M03X-HF」)에 의해, X선 회절 강도를 측정하였다. 그 결과, 2θ＝36∼37°에 회절 피크가 관찰되었다. 이에 의해, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막(1)이 제작되어 있는 것을 확인하였다.
또한, 상술한 파장 분산형 형광 X선 분석 장치를 사용하여 압전체 박막(1)의 조성을 조사한 바, Sc의 원자수와 Al의 원자수의 총량을 100at％로 하였을 때에 있어서의 Sc 원자의 함유율은, 43at％였다. 즉, 스칸듐 알루미늄 질화물의 일반식 ScxAl1-xN에 있어서, x＝0.43이다.
본 예에 있어서는, 합금 타깃재로서, 탄소 원자(C) 함유율이 다른 복수의 스칸듐 알루미늄 합금의 타깃재를 사용하여, 복수의 압전체 박막(시료 1∼9)을 제조하였다.
각 시료의 압전체 박막은, 합금 타깃재의 종류, 즉, C 함유율(at％)이 다른 합금 타깃재를 사용한 점을 제외하고는, 마찬가지로 하여 제작한 것이다.
각 시료의 제작에 사용한 합금 타깃재의 C 함유율(at％), 및 얻어진 압전체 박막 중의 C 함유율(at％)을 후술하는 표 1에 나타낸다.
또한, C 함유율(at％)은, 2차 이온 질량 분석(SIMS)에 의해 측정하였다.
구체적으로는, 카메카(CAMECA)사제의 SIMS 장치 「IMS 7f」를 사용하여, 1차 이온종:Cs＋, 1차 이온 가속 에너지:15keV, 2차 이온 극성:네거티브, 대전 보상:메탈 코트/E-gun이라고 하는 조건에서 측정하였다. 합금 타깃재 중의 C 함유율은, 합금 타깃 중의 Sc 원자수와 Al 원자수의 총량 100at％에 대한 C 원자의 함유율(at％)이다. 또한, 압전체 박막 중의 C 함유율은, 압전체 박막의 Sc 원자수와 Al 원자수와 N 원자수의 총량 100at％에 대한 C 원자의 함유율(at％)이다.
다음으로, 각 시료의 압전체 박막의 압전 d33 상수(pC/N)를 측정하였다. 압전 d33 상수는, 피에조미터(피에조 테스트사제의 「PM200」)를 사용하여, 가중 0.25N, 주파수 110㎐라고 하는 조건에서 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 표 1에 기초하여, 압전체 박막 중의 C 함유율(at％)과 압전체 박막의 압전 d33 상수의 관계를 도 3에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 및 도 3으로부터 알려져 있는 바와 같이, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막의 탄소 원자의 함유율이 증가하면, 압전체 박막의 압전 d33 상수가 가속적으로 저하되는 것을 알 수 있다. 압전체 박막에 있어서의 탄소 원자의 함유율을 2.5at％ 이하로 함으로써, 탄소 원자의 함유율에 의한 압전 d33 상수의 저하폭을 작게 할 수 있고, 압전체 박막은 20pC/N을 초과하는 높은 압전 d33 상수를 나타낼 수 있다(도 3 참조). 보다 바람직하게는, 압전체 박막에 있어서의 탄소 원자의 함유율은 1.5at％ 이하가 좋고, 더욱 바람직하게는 0.75at％ 이하가 좋다.
또한, 압전체 박막에 있어서의 탄소 원자의 함유율을 상술한 바와 같이 2.5at％ 이하로 하기 위해서는, 탄소 원자의 함유율이 5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금 타깃을 사용하면 된다(표 1 및 도 3 참조). 또한, 탄소 원자의 함유율이 1.5at％ 이하인 압전체 박막을 얻기 위해서는, 탄소 원자의 함유율이 3at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금 타깃을 사용하면 된다. 또한, 탄소 원자의 함유율이 0.75at％ 이하인 압전체 박막을 얻기 위해서는, 탄소 원자의 함유율이 1.5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금 타깃을 사용하면 된다.
(변형예 1)
실시예 1에 있어서는, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재를 사용한 일원 스퍼터링 공정을 행함으로써, 압전체 박막을 제작하였다. 그러나, 스칸듐으로 이루어지는 Sc 타깃재와, 알루미늄으로 이루어지는 Al 타깃재를 사용한 이원 스퍼터링 공정을 행함으로써 압전체 박막을 제조할 수도 있다. 이 경우, Sc 타깃재 및 Al 타깃재로부터 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링하는 점을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지로 압전체 박막을 제조할 수 있다.
본 예와 같은 이원 스퍼터링 공정에 있어서는, Al 타깃이 아니라, Sc 타깃재 중에 탄소가 포함된다. 이 탄소는, 실시예 1의 합금 타깃재와 마찬가지로, Sc 타깃의 제조 시에 혼입된다. 한편, 실시예 1로부터 알려져 있는 바와 같이, 압전 특성을 높인다고 하는 관점에서, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막에 있어서의 탄소 원자 함유율은 2.5at％ 이하가 바람직하다.
따라서, 이원 스퍼터링 공정에 있어서, 일반식 ScxAl1 - xN(0＜x＜1)으로 나타내어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 얻는 데 있어서는, 탄소 원자 함유율이 5/x(at％) 이하인 Sc 타깃재를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탄소 원자의 함유율이 1.5at％ 이하인 압전체 박막을 얻기 위해서는, 탄소 원자의 함유율이 3/x(at％) 이하인 Sc 타깃을 사용하면 된다. 또한, 탄소 원자의 함유율이 0.75at％ 이하인 압전체 박막을 얻기 위해서는, 탄소 원자의 함유율이 1.5/x(at％) 이하인 Sc 타깃을 사용하면 된다. 또한, Sc 타깃재 중의 탄소 원자의 함유율은, Sc 타깃재 중의 Sc 100at％에 대한 탄소 원자의 함유율이다.
(실시예 2)
본 예는, 합금 타깃재의 대향면에 대해 비스듬히 이온빔 조사하여 스퍼터링을 행한다고 하는 이온 조사 스퍼터링 공정을 행함으로써, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 제조한다.
구체적으로는, 우선, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재(10)와 기판(2)을 대향하도록 배치하였다(도 4 참조).
기판(2)으로서는, 실시예 1과 마찬가지의 실리콘 기판을 사용할 수 있다. 합금 타깃재(10)로서는, 실시예 1과 같이 탄소 함유율이 예를 들어 5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금 타깃재를 사용할 수도 있다. 단, 탄소 함유율이 5at％를 초과하는 합금 타깃재를 사용하는 것도 가능하다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 판상의 합금 타깃재(10)의 면 중, 기판(2)에 대향하고 있는 면을 대향면(105)으로 하면, 이온 건(3)을 사용하여, 합금 타깃재(10)의 대향면(105)에 대해 비스듬히 질소 이온을 포함하는 이온빔(31)을 조사하였다. 이온빔(31)의 조사는, 아르곤 가스 분위기하에서 행하였다. 본 예에 있어서는, 이온빔(31)의 조사 방향과 합금 타깃재의 대향면(105)이 이루는 각도 θ가 45°로 되도록, 이온빔(31)을 조사하였다. 이에 의해, 합금 타깃재(10)로부터 알루미늄(101)과 스칸듐(102)을 기판(2) 상에 동시에 스퍼터링하고, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 얻었다.
본 예와 같이, 이온빔(31)을 비스듬히 조사하면, 원자량이 작은 탄소 원자는, 원자량이 큰 스칸듐 원자나 알루미늄 원자에 비해 이온빔(31)의 입사 방향과 동일한 방향에서 역방향으로 방사되는 비율이 많아진다. 도 4에 있어서는, 입사 방향과 역방향으로 방사되는 탄소 원자(109)를 도시하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 합금 타깃재(10) 중에 포함되는 탄소 원자(109)의 대부분은, 이온빔(31)의 입사 방향과 동일한 방향이며 또한 역방향으로 방사되고, 기판(2)에의 탄소 원자의 방사량을 매우 적게 할 수 있다. 따라서, 본 예의 이온 조사 스퍼터링 공정을 행함으로써도, 2.5at％ 이하라고 하는 탄소 원자 함유율이 낮은 압전체 박막의 제조가 가능해진다.
또한, 상술한 이온 조사 스퍼터링 공정의 예에 있어서는, Ar 가스 분위기하에서 질소 이온 가스를 포함하는 이온빔(31)을 조사하여, 압전체 박막을 제조하고 있지만, 이온빔(31)은, 반드시 질소 이온을 포함할 필요가 있는 것은 아니다. 즉, 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 아르곤 등의 이온빔(Ar 이온빔)을 조사함으로써, 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막을 제조할 수도 있다. 이 경우에도, 이온빔을 비스듬히 조사함으로써, 2.5at％ 이하라고 하는 탄소 원자 함유율이 낮은 압전체 박막의 제조가 가능해진다.

Claims (10)

  1. 스퍼터링에 의해 얻어지고, 또한 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지는 압전체 박막이며,
    탄소 원자의 함유율이 2.5at％ 이하인, 압전체 박막.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄소 원자의 함유율이 1.5at％ 이하인, 압전체 박막.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄소 원자의 함유율이 0.75at％ 이하인, 압전체 박막.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전체 박막을 제조하는 방법이며,
    적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재(10)로부터, 스칸듐(101)과 알루미늄(102)을 기판(2) 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 일원 스퍼터링 공정을 실시하고,
    상기 합금 타깃재(10)는, 탄소 원자의 함유율이 5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 합금 타깃재(10)는, 탄소 원자의 함유율이 3at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 합금 타깃재(10)는, 탄소 원자의 함유율이 1.5at％ 이하인 스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전체 박막을 제조하는 방법이며,
    적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서, 스칸듐으로 이루어지는 Sc 타깃재와 알루미늄으로 이루어지는 Al 타깃재로부터, 알루미늄과 스칸듐을 기판 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 이원 스퍼터링 공정을 실시하고,
    상기 압전체 박막은, 일반식 ScxAl1 - xN(0＜x＜1)으로 나타내어지는 스칸듐 알루미늄 질화물로 이루어지고, 상기 Sc 타깃재는, 탄소 원자의 함유율이 5/xat％ 이하인 스칸듐으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 Sc 타깃재는, 탄소 원자의 함유율이 3/xat％ 이하인 스칸듐으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 Sc 타깃재는, 탄소 원자의 함유율이 1.5/xat％ 이하인 스칸듐으로 이루어지는, 압전체 박막의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전체 박막을 제조하는 방법이며,
    스칸듐 알루미늄 합금으로 이루어지는 합금 타깃재(10)와 기판(2)을 대향하도록 배치하고, 상기 합금 타깃재(10)의 대향면(105)에 대해 비스듬히 이온빔(31)을 조사하고, 상기 합금 타깃재(10)로부터 스칸듐(101)과 알루미늄(102)을 기판(2) 상에 동시에 스퍼터링함으로써, 상기 압전체 박막을 제조하는 이온 조사 스퍼터링 공정을 실시하고,
    상기 이온 조사 스퍼터링 공정에 있어서는, 적어도 질소 이온을 포함하는 상기 이온빔을 조사하거나, 혹은 적어도 질소 가스를 포함하는 분위기하에서 상기 이온빔을 조사하는, 압전체 박막의 제조 방법.
KR1020157033570A 2013-05-31 2014-05-22 압전체 박막 및 그 제조 방법 KR101830490B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-115477 2013-05-31
JP2013115477A JP5966199B2 (ja) 2013-05-31 2013-05-31 圧電体薄膜及びその製造方法
PCT/JP2014/002697 WO2014192265A1 (ja) 2013-05-31 2014-05-22 圧電体薄膜及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160003777A true KR20160003777A (ko) 2016-01-11
KR101830490B1 KR101830490B1 (ko) 2018-02-20

Family

ID=51988317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157033570A KR101830490B1 (ko) 2013-05-31 2014-05-22 압전체 박막 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9735342B2 (ko)
EP (1) EP3007242B1 (ko)
JP (1) JP5966199B2 (ko)
KR (1) KR101830490B1 (ko)
CN (1) CN105229810B (ko)
WO (1) WO2014192265A1 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136475A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 株式会社村田製作所 窒化インジウム圧電薄膜及びその製造方法、並びに圧電素子
US11411169B2 (en) 2017-10-16 2022-08-09 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via removal of portions of first sputtered material
US11832521B2 (en) 2017-10-16 2023-11-28 Akoustis, Inc. Methods of forming group III-nitride single crystal piezoelectric thin films using ordered deposition and stress neutral template layers
US11411168B2 (en) * 2017-10-16 2022-08-09 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via sputtering
US11581866B2 (en) 2016-03-11 2023-02-14 Akoustis, Inc. RF acoustic wave resonators integrated with high electron mobility transistors including a shared piezoelectric/buffer layer and methods of forming the same
EP3467142B1 (en) * 2016-06-07 2022-08-03 JX Nippon Mining & Metals Corporation Sputtering target and production method therefor
US11895920B2 (en) 2016-08-15 2024-02-06 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via removal of portions of first sputtered material
GB2555835B (en) * 2016-11-11 2018-11-28 Novosound Ltd Ultrasound transducer
US11856858B2 (en) 2017-10-16 2023-12-26 Akoustis, Inc. Methods of forming doped crystalline piezoelectric thin films via MOCVD and related doped crystalline piezoelectric thin films
JP7151096B2 (ja) * 2018-02-21 2022-10-12 株式会社デンソー 圧電膜、その製造方法、圧電膜積層体、その製造方法
WO2021150496A1 (en) * 2020-01-21 2021-07-29 Akoustis, Inc. Rf acoustic wave resonators integrated with high electron mobility transistors including a shared piezoelectric/buffer layer and methods of forming the same
KR20220137718A (ko) * 2020-02-06 2022-10-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 박막 증착 동안에 막 특성들을 조정하기 위한 방법 및 장치
US11618968B2 (en) 2020-02-07 2023-04-04 Akoustis, Inc. Apparatus including horizontal flow reactor with a central injector column having separate conduits for low-vapor pressure metalorganic precursors and other precursors for formation of piezoelectric layers on wafers
JP7420267B2 (ja) * 2020-09-01 2024-01-23 株式会社デンソー Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法
JP2022128755A (ja) * 2021-02-24 2022-09-05 国立研究開発法人産業技術総合研究所 窒化物材料およびそれからなる圧電体並びにその圧電体を用いたｍｅｍｓデバイス、トランジスタ、インバーター、トランスデューサー、ｓａｗデバイスおよび強誘電体メモリ
CN113061857B (zh) * 2021-03-12 2023-01-13 浙江艾微普科技有限公司 一种离子辅助、倾斜溅射、反应溅射沉积薄膜的方法及设备
CN113293355B (zh) * 2021-06-11 2023-05-05 武汉大学 一种智能螺栓用AlCrN/AlScN纳米复合压电涂层及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009010926A (ja) 2007-05-31 2009-01-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 圧電体薄膜、圧電体およびそれらの製造方法、ならびに当該圧電体薄膜を用いた圧電体共振子、アクチュエータ素子および物理センサー

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4812144B2 (ja) * 1998-07-22 2011-11-09 住友電気工業株式会社 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法
US6454910B1 (en) * 2001-09-21 2002-09-24 Kaufman & Robinson, Inc. Ion-assisted magnetron deposition
JP5276769B2 (ja) 2004-10-01 2013-08-28 東京電波株式会社 六方晶系ウルツ鉱型単結晶、その製造方法、および六方晶系ウルツ鉱型単結晶基板
US7758979B2 (en) 2007-05-31 2010-07-20 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Piezoelectric thin film, piezoelectric material, and fabrication method of piezoelectric thin film and piezoelectric material, and piezoelectric resonator, actuator element, and physical sensor using piezoelectric thin film
JP4997448B2 (ja) 2007-12-21 2012-08-08 独立行政法人産業技術総合研究所 窒化物半導体の製造方法および窒化物半導体デバイス
JP2011046580A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Rohm Co Ltd ＺｎＯ系基板及びＺｎＯ系半導体素子
EP2474642B1 (en) * 2009-10-08 2016-03-02 Fujikura, Ltd. Ion beam assisted sputtering method.
JP5888689B2 (ja) * 2010-07-01 2016-03-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 スカンジウムアルミニウム窒化物膜の製造方法
JP5510403B2 (ja) * 2011-07-04 2014-06-04 株式会社デンソー 結晶軸傾斜膜の製造方法
JP5843198B2 (ja) * 2012-01-23 2016-01-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 圧電素子およびその製造方法、ならびに圧電センサ
JP5994850B2 (ja) * 2012-05-22 2016-09-21 株式会社村田製作所 バルク波共振子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009010926A (ja) 2007-05-31 2009-01-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 圧電体薄膜、圧電体およびそれらの製造方法、ならびに当該圧電体薄膜を用いた圧電体共振子、アクチュエータ素子および物理センサー

Also Published As

Publication number Publication date
CN105229810A (zh) 2016-01-06
JP2014236051A (ja) 2014-12-15
JP5966199B2 (ja) 2016-08-10
EP3007242B1 (en) 2019-09-04
US9735342B2 (en) 2017-08-15
EP3007242A1 (en) 2016-04-13
WO2014192265A1 (ja) 2014-12-04
US20160064645A1 (en) 2016-03-03
KR101830490B1 (ko) 2018-02-20
CN105229810B (zh) 2018-08-17
EP3007242A4 (en) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101830490B1 (ko) 압전체 박막 및 그 제조 방법
Colligon Energetic condensation: Processes, properties, and products
Puchert et al. Postdeposition annealing of radio frequency magnetron sputtered ZnO films
Greczynski et al. A review of metal-ion-flux-controlled growth of metastable TiAlN by HIPIMS/DCMS co-sputtering
Greczynski et al. Role of Tin+ and Aln+ ion irradiation (n= 1, 2) during Ti1-xAlxN alloy film growth in a hybrid HIPIMS/magnetron mode
Ferreira et al. Effect of peak target power on the properties of Cr thin films sputtered by HiPIMS in deep oscillation magnetron sputtering (DOMS) mode
Greczynski et al. Microstructure control of CrNx films during high power impulse magnetron sputtering
US20120000766A1 (en) Method for manufacturing scandium aluminum nitride film
Greczynski et al. Control of Ti1− xSixN nanostructure via tunable metal-ion momentum transfer during HIPIMS/DCMS co-deposition
Jouan et al. HiPIMS ion energy distribution measurements in reactive mode
Sahoo et al. Room temperature growth of high crystalline quality Cu3N thin films by modified activated reactive evaporation
Ferreira et al. Phase tailoring of tantalum thin films deposited in deep oscillation magnetron sputtering mode
Shimizu et al. Pressure dependence of (Ti, Al) N film growth on inner walls of small holes in high-power impulse magnetron sputtering
Greczynski et al. Selectable phase formation in VAlN thin films by controlling Al+ subplantation depth
Window et al. Strain, ion bombardment and energetic neutrals in magnetron sputtering
Sanginés et al. Plasma emission spectroscopy and its relation to the refractive index of silicon nitride thin films deposited by reactive magnetron sputtering
Metel et al. Synthesis of aluminum nitride coatings assisted by fast argon atoms in a magnetron sputtering system with a separate input of argon and nitrogen
Taga et al. Role of kinetic energy of sputtered particles in thin film formation
Huber et al. Optical characterization of TiN produced by metal-plasma immersion ion implantation
Pessoa et al. Hollow cathode magnetron deposition of AlN thin films: crystalline structure and morphology
Fischer et al. A setup for arc-free reactive DC sputter deposition of Al-ON
Scaglione et al. Sputtering yield of optical materials: Sigmund’s model and experimental results
Ohwaki et al. Comparison between the energies of ejected ions in the cases of KrF laser ablation and Ar ion sputtering
Grigoletto Synthesis and characterization of titanium carbon nitride films by High Power Impulse Magnetron Sputtering
Farahani et al. Plasma diagnostics in high-power impulse magnetron sputtering of compound NbC target

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant