JP2005327919A - デバイスの製造方法及びデバイス、電気光学素子、プリンタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基体1上に、下部電極3を形成する工程と、基体1上に、下部電極3に隣接する凸部5を形成する工程と、下部電極3上に、強誘電体材料又は圧電体材料を供給し、強誘電体層又は圧電体層6を形成する工程と、を含むデバイスの製造方法。
【選択図】 図1
Description
強誘電体素子としては、例えばキャパシタ部分に強誘電体層(強誘電体膜)を有し、その自発分極によりデータを保持する強誘電体メモリ(FeRAM)が知られている。
また、圧電体素子としては、例えば液滴吐出式記録ヘッドに適用されるものなどが知られている。この圧電体素子は、圧電体層として膜厚が0.5μm〜20μm程度のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる薄膜を用いたもので、圧電体層が、例えば、スパッタ法、ゾルゲル法、レーザーアブレーション法、CVD法等によって形成されたものである。
また、この製造方法では、前記凸部形成工程において、前記基体上に前記凸部を絶縁材料で形成後、前記下部電極形成工程において、前記凸部に隣接させて前記下部電極を形成するようにしてもよい。
また、前記下部電極形成工程において、複数の前記下部電極を形成後、前記凸部形成工程において、前記下部電極同士の間に、絶縁材料からなる前記凸部を形成するようにしてもよい。
また、前記凸部形成工程において、前記下部電極上を埋めるように絶縁層を形成し、その後、前記下部電極上の前記絶縁層を除去することで前記凸部を形成するようにしてもよい。
また、前記下部電極形成工程において、前記下部電極を形成後、前記凸部形成工程において、前記下部電極上に絶縁材料からなる凸部を形成するようにしてもよい。
このようにすれば、凸部上に前記強誘電体材料又は圧電体材料が配されても、この凸部の先端部が徐々に細くなっているので、凸部上に配された強誘電体材料又は圧電体材料が凸部上から落下する。
このようにすれば、凸部上に前記強誘電体材料又は圧電体材料が配されてそのまま残ってしまっても、研磨処理がなされることでこれが除去される。
このようにすれば、これの上に形成する強誘電体層又は圧電体層の配向性が良好になり、強誘電体層又は圧電体層の特性がより良好になる。
このようにすれば、強誘電体材料又は圧電体材料がサブミクロンオーダーの液滴であるミストとして供給されるので、強誘電体層又は圧電体層が微細なものであっても、極めて高精度、かつ容易に形成することが可能になる。
このようにすれば、前記ミストの粒子が凸部間に入り込み易くなるとともに、一旦入り込んだミストはこの凸部間から出ることがない。
このようにすれば、強誘電体層又は前記圧電体層が特に微小である場合にも、極めて高精度に選択的に形成することが可能となる。
このようにすれば、極めて容易に凸部上面の特性を制御することが可能になり、高精度かつ低コストで強誘電体層又は圧電体層を形成することが可能になる。
このようにすれば、極めて容易に下部電極表面の特性を制御することが可能になり、高精度かつ低コストで強誘電体層又は圧電体層を形成することが可能になる。
このように、自己組織化単分子膜を用いて表面修飾膜を形成すれば、この表面修飾膜を形成した領域の親和性の程度を極めて高精度に制御することが可能となる。ここで、自己組織化単分子膜(SAMs:Self-Assembled Monolayers)は、固体表面へ分子を固定する方法であって高配向・高密度な分子層が形成可能な方法である自己組織化(SA:Self-Assembly)法によって作製される膜である。自己組織化法は、オングストロームオーダで分子の環境及び幾何学的配置を操作できる。
また、自己組織化単分子膜は、有機分子の固定化技術の有力な一手段となり作製法の簡便さと分子と基板間に存在する化学結合のために膜の熱的安定性も高く、オングストロームオーダの分子素子作製のための重要技術である。また、自己組織化単分子膜は、基本的に自己集合プロセスであり、自発的に微細パターンを形成することができる。したがって、自己組織化単分子膜は、超微小電子回路で用いられるような、すなわち既存のリソグラフィー法が使えないような、緻密で高度なパターン形成を簡便に形成することができる。
したがって、このような自己組織化単分子膜を表面修飾膜として用いることにより、極めて微細な平面形状の強誘電体層又は圧電体層を簡便にかつ高精度に形成することが可能になる。
このようにすれば、例えば凸部上に配された強誘電体材料又は圧電体材料が、下部電極と凸部上面との親和性の差や、前述した毛細管現象により、下部電極上に移動してここに容易に入り込むようになる。
このデバイスによれば、前述したように強誘電体層又は圧電体層がエッチングされることなく形成されているので、強誘電体層又は圧電体層はダメージがないため本来の特性を発揮するものとなり、したがって高効率、低コストで高品質に形成されたものとなる。
なお、このようなデバイスとしては、下部電極上に強誘電体層が形成されることにより、強誘電体メモリ等の強誘電体素子となる。
また、下部電極上に圧電体層が形成されることにより、例えば液滴吐出式記録ヘッドに適用されるような圧電体素子となる。
この電気光学素子によれば、強誘電体層がエッチングされることなく形成されているので、強誘電体層はダメージがないため本来の特性を発揮するものとなり、したがって高効率、低コストで高品質に形成されたものとなる。
本発明のプリンタは、基体上に形成された下部電極と、前記下部電極の表面から突出した絶縁材料からなる凸部と、前記下部電極上に形成された圧電体層とを備えた液滴吐出ヘッドを有することを特徴としている。
このプリンタによれば、圧電体層がエッチングされることなく形成され、したがって高効率、低コストで高品質に形成された液滴吐出ヘッドを有することから、このプリンタ自体も低コストで高品質なものとなる。
まず、本発明のデバイスの製造方法を、特に下部電極上に圧電体層を形成する、圧電体素子の製造方法に適用した場合の一実施形態について説明する。
(圧電体素子の製造方法)
図1(a)に示すように、まず、基板(基体)1を用意する。この基板(基体)1としては、例えば単結晶シリコンが好適に用いられるが、このようなシリコン以外にも、ガラスやセラミックなど任意のものを用いることができる。また、係る基板1の表面に、半導体膜、金属膜、誘電体膜等が設けられたものであってもよい。
なお、気相法を用いる場合、圧電体層6を構成する材料の気体やプラズマを下部電極3上に供給し、堆積させることにより、下部電極3上に圧電体層6を形成することができる。
圧電体材料としては、例えば圧電体層6としてPZT(ジルコニウム酸チタン酸鉛;Pb(Zr,Ti)O3)からなる層を形成する場合、PZTを酢酸系溶媒に溶かした溶液を用いることができ、この酢酸系溶媒は以下の方法で作製することができる。
まず、酢酸鉛・三水和物(Pb(CH3COO)2・3H2O)、ジルコニウムアセチルアセトナート(Zr(CH3COCHCOCH3)4)および酢酸マグネシウム・三水和物(Mg(CH3COO)2・3H2O)を、酢酸を溶媒として攪拌する。初期は室温で攪拌し、次いで100℃程度の雰囲気下で10分から20分間程度攪拌し、室温下で冷却する。次いでチタニウムテトライソプロポキシド(Ti(O−i−C3H7)4)およびペンタエトキシニオブ(Nb(OC2H5)5)を加えて攪拌する。さらにブトキシエタノール(C4H9OC2H4OH)を加えて室温下で5分間程度攪拌する。3%塩酸アルコールを加えて室温下で5分間程度攪拌する。さらにアセチルアセトン(CH3COCH2COCH3)を加えて室温にて60分間程度攪拌する。最後に、ポリエチレングリコール(HO(C2H4)nH)を加えて室温下で5分間程度攪拌する。以上の工程によって酢酸系溶媒が完成する。但し、溶媒等はこれに限るものではない。
以上の工程により、エッチング処理を行うことなく、下部電極3上に選択的に圧電体層6を得ることができる。また、この圧電体層6については、凹部内にCVD法を用いて圧電体材料を堆積させることにより、形成するようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、このような圧電体層6の形成を、本発明における層形成工程としている。
この第1の方法では、図1(d)に示したように下部電極3と絶縁部5とを形成して凹凸パターンを形成した後、図4(a)に示すように、絶縁部5の上面(凸部上面)に、圧電体材料に対する親和性が低い自己組織化単分子膜(表面修飾膜)9aを選択的に形成する。これによって絶縁部5の上面は、下部電極3の上面に比べ、前記圧電体材料に対する親和性が低くなり、後続の工程で基板1上に圧電体材料が供給された際、圧電体材料は絶縁部5上に付着しにくくなる。
その後、図1(f)に示したように圧電体層6上に上部電極7を形成することにより、本発明のデバイスとしての圧電体素子8を形成することができる。
この第2の方法では、図1(d)に示したように下部電極3と絶縁部5とを形成して凹凸パターンを形成した後、図5(a)に示すように、下部電極3の上面(凹部内面)に、圧電体材料に対する親和性が高い自己組織化単分子膜(表面修飾膜)9bを選択的に形成する。これによって下部電極3の上面は、絶縁部5の上面に比べ、前記圧電体材料に対する親和性が高くなり、後続の工程で基板1上に圧電体材料が供給された際、圧電体材料はより選択的に下部電極3上に付着するようになる。なお、自己組織化単分子膜9bの形成方法については、第1の方法で述べた方法が適用可能である。
その後、図1(f)に示したように圧電体層6上に上部電極7を形成することにより、本発明のデバイスとしての圧電体素子8を形成することができる。
この第3の方法では、図1(d)に示したように下部電極3と絶縁部5とを形成して凹凸パターンを形成した後、図6(a)に示すように、絶縁部5の上面(凸部上面)に、圧電体材料に対する親和性が低い自己組織化単分子膜(表面修飾膜)9aを選択的に形成するとともに、下部電極3の上面(凹部内面)に、圧電体材料に対する親和性が高い自己組織化単分子膜(表面修飾膜)9bを選択的に形成する。これによって下部電極3の上面は、絶縁部5の上面に比べ、前記圧電体材料に対する親和性が十分に高くなり、後続の工程で基板1上に圧電体材料が供給された際、圧電体材料はより選択的に下部電極3上に付着するようになる。なお、自己組織化単分子膜9a、9bの形成方法については、第1の方法で述べた方法が適用可能である。
その後、図1(f)に示したように圧電体層6上に上部電極7を形成することにより、本発明のデバイスとしての圧電体素子8を形成することができる。
次に、前記第1〜第3の方法における、圧電体層(圧電体パターン)6の形成方法において、絶縁部5上又は下部電極3上に表面修飾膜として設けられる自己組織化単分子膜の形成方法について、図7〜図9を参照して説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するため、下地の凹凸パターン、すなわち絶縁部5と下部電極3についてはその記載を省略し、これら凹凸パターンを備えた基体100上に、表面修飾膜としての自己組織化単分子膜を形成する方法について説明する。
図7は、本発明の実施形態に係る第1の自己組織化単分子膜形成方法を示す模式断面図である。まず、図7(a)に示すように、基体100の表面にマスク材となるレジスト101のパターンを形成する。このレジスト101のパターンは、露光装置などでレジストをパターンニングするリソグラフィ法、又はインクジェットノズルなどから液状材料を基板の所望部位に吐出する液滴吐出法などによって形成することができる。また、レジスト101のパターンは、図4に示す自己組織化単分子膜9a(絶縁部5)又は、図5に示す自己組織化単分子膜9b(下部電極3)に相当するパターン、すなわち圧電体層6の形成領域又はそれ以外の領域に相当するパターンとする。
図8は、本発明の実施形態に係る第2の自己組織化単分子膜形成方法を示す模式断面図である。まず、図8(a)に示すように、基体100の表面に全体的に自己組織化単分子膜9を成膜する。なお、基体100の表面における一部領域にのみ自己組織化単分子膜9を成膜するものとしてもよい。ここで、圧電体材料に対する親和性が下部電極3より低い材料を用いることで前記自己組織化単分子膜9aを形成でき、圧電体材料に対する親和性が下部電極3より高い材料を用いることで、前記自己組織化単分子膜9bを形成することができる。
また、例えば下部電極3の上面全体に自己組織化単分子膜9を成膜し、その後、その自己組織化単分子膜9における所望領域に電子線、イオンビーム又は光を照射することで、簡便にかつ高精度に所望パターンの自己組織化単分子膜9を形成することができる。
図9は、本発明の実施形態に係る第3の自己組織化単分子膜形成方法を示す模式断面図である。まず、図9(a)に示すように、所望のスタンプ(転写型)103を作成する。このスタンプ103は、シリコーンゴム又はポリジメチルシロキサン(PDMS)などで形成することができる。このスタンプ103における凹凸の形状は、前記絶縁部5と下部電極3とからなる凹凸パターンとほぼ同一とし、特にその段差を調整することで、凸部のみが下部電極3に当接し、あるいは凹部のみが絶縁部5に当接するようにする。
同様に、図10(b)に示すように縞状にパターニングする場合でも、絶縁部5の幅d1を、隣接する下部電極3の幅d2と同じかこれより小さくするのが好ましい。
また、いずれのパターンにおいても、絶縁部5の幅d1を、隣接する下部電極3の幅d2の1/2以下にするのがより好ましい。このようにすれば、絶縁部5が狭くなることで、ここに配された圧電体材料がより容易に下部電極3側に移動するようになり、したがって形成する圧電体層6のパターンをより高精度に形成することができる。
このようにすれば、前記ミストの粒子が凹部内、すなわち絶縁部5に囲まれた下部電極3上に入り込み易くなるとともに、一旦入り込んだミストはこの凹部内から出ることがなく、したがって、前記圧電体材料がより確実に凹部内の下部電極3上に配されるようになる。よって、ミストが絶縁部5上に残ってしまうことにより、得られる圧電体層6のパターン精度が低下してしまうのを防止することができる。
図11(a)〜(e)に示した実施形態が前記の実施形態と異なるところは、下部電極3を形成した後、絶縁部(凸部)5を形成する点にある。
すなわち、図11(a)に示すように、まず、基板(基体)1を用意する。
次に、この基板1上の全面に、スピンコート法やスリットコート法等によって絶縁材料を成膜し、絶縁層4を形成する。続いて、この絶縁層4について、先の実施形態と同様にして公知のレジスト技術及びフォトリソグラフィー技術によってパターニングし、図11(b)に示すように絶縁部5を形成する。
また、前記絶縁部5については、前記下部電極3のパターンに対してネガのパターンとなるようにして行っている。
その後、図11(e)に示すように圧電体層6上に、スパッタ法等によって上部電極7を形成し、本発明のデバイスとしての圧電体素子8を得る。この上部電極7についても、前記下部電極3と同様の材料、例えばPt(白金)やIr(イリジウム)、IrOx(酸化イリジウム)、ルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)等によって形成することができる。
具体的には、下部電極を例えば縞状にパターニングして形成した後、この下部電極上の一部に絶縁材料からなる凸部を形成し、この凸部に覆われない部分の下部電極上に、圧電体層を形成するようにしてもよい。また、下部電極を共通電極としてベタに形成した後、この下部電極上の一部に絶縁材料からなる凸部を形成し、この凸部に覆われない部分の下部電極上に、圧電体層を形成するようにしてもよい。
(液滴吐出ヘッド)
図12に、前記圧電体素子の応用例としてのインクジェット式記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)の分解斜視図を示す。また、図13に、前記インクジェット式記録ヘッドの要部断面図を示す。
図12に示すように、本インクジェット式記録ヘッド501は、ノズル板510、圧力室基板520、振動板530および筐体525を備えて構成されている。
図13に示すように、振動板530は、絶縁膜531および下部電極532を積層して構成されたものであり、圧電体素子540は、前記下部電極532上に圧電体層541および上部電極542を積層して構成されたものである。すなわち、下部電極532、圧電体層541および上部電極542により、本発明の圧電体素子が構成されているのである。なお、絶縁膜531上には本発明における凸部となる絶縁部533が形成されており、前記下部電極532、圧電体層541および上部電極542からなる圧電体素子は、絶縁部533内に形成配置されたものとなっている。
上部電極542は、圧電体層に電圧を印加するための一方の電極となり、導電性を有する材料、例えば膜厚0.1μmの白金、金等で構成されている。なお、表面弾性波素子やフィルタに用いる場合は、前記材料のほかに、強誘電体ではないが圧電体であるZnOを用いても良い。
図15は、本発明のインクジェットプリンターを、紙等に印刷する一般的なプリンターに適用した場合の一実施形態を示す概略構成図であり、図15中符号600はインクジェットプリンターである。なお、以下の説明では、図15中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。
インクジェットプリンター600は、装置本体620を備えたもので、上部後方に記録用紙Pを設置するトレイ621を有し、下部前方に記録用紙Pを排出する排出口622を有し、上部面に操作パネル670を有したものである。
装置本体620の内部には、主に、往復動するヘッドユニット630を備えた印刷装置640と、記録用紙Pを1枚ずつ印刷装置640に送り込む給紙装置650と、印刷装置640および給紙装置650を制御する制御部660とが設けられている。
ヘッドユニット630は、その下部に、多数のノズル511を備える前記インクジェット式記録ヘッド50と、このインクジェット式記録ヘッド50にインクを供給するインクカートリッジ631と、インクジェット式記録ヘッド50およびインクカートリッジ631を搭載したキャリッジ632とを有したものである。
キャリッジ632は、キャリッジガイド軸643に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト644の一部に固定されたものである。
キャリッジモータ641の作動により、プーリを介してタイミングベルト644を正逆走行させると、キャリッジガイド軸643に案内されて、ヘッドユニット63が往復動する。そして、この往復動の際に、インクジェット式記録ヘッド501から適宜インクが吐出され、記録用紙Pへの印刷が行われるようになっている。
給紙ローラ652は、記録用紙Pの送り経路(記録用紙P)を挟んで上下に対向する従動ローラ652aと、駆動ローラ652bとで構成されたものであり、駆動ローラ652bは、給紙モータ651に連結されたものである。このような構成によって給紙ローラ652は、トレイ621に設置した多数枚の記録用紙Pを、印刷装置640に向かって1枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ621に代えて、記録用紙Pを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成としてもよい。
この制御部660には、いずれも図示しないものの、主に各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子(振動源)54を駆動してインクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置640(キャリッジモータ641)を駆動する駆動回路、給紙装置650(給紙モータ651)を駆動する駆動回路、およびホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うCPUとが備えられている。
制御部660は、通信回路を介して印刷データを入手してメモリに格納する。CPUは、この印刷データを処理し、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づき、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電素子54、印刷装置640および給紙装置650は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Pに所望の印刷がなされる。
なお、本発明のインクジェットプリンター600は、前述したように工業的に用いられる液滴吐出装置とすることもできる。その場合に吐出するインク(液状材料)としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整し、使用する。
以下、本発明のデバイスの製造方法を、特に下部電極上に強誘電体層を形成する、強誘電体素子の製造方法に適用した場合の一実施形態について説明する。
図16、図17は、本発明を強誘電体メモリ素子の製造方法に適用した場合の一実施形態を説明するための図である。ここで、強誘電体メモリ素子は、不揮発性半導体記憶装置である。情報の記憶の最小単位は、メモリセルであり、例えば一つのトランジスタと一つのキャパシタ部分が組み合わされてメモリセルが構成されている。このような複数のメモリセルが並べられてメモリアレイを構成することができる。この場合、複数のメモリセルは規則正しく、複数行被数列で並べることができる。
図16(a)に示すように、半導体ウエーハなどからなる基板10に、強誘電体メモリ素子の制御を行うトランジスタ12を形成する。この基板10に、必要に応じてトランジスタのような機能デバイスを設けた構造物が本発明における基体となる。トランジスタ12は、公知の構成を適用すればよく、薄膜トランジスタ(TFT)であってもよい。MOSFETであれば、トランジスタ12は、ドレイン又はソース14、16と、ゲート電極18とを含む。ゲート電極18は、ワード線44(図17参照)に接続されている。ドレイン又はソースの一方14に接続される電極20は、ビット線42(図17参照)に接続される。ドレイン又はソースの他方16に接続される電極(プラグ)22は、強誘電体メモリ素子のキャパシタ部分の下部電極32(図16(b)参照)に接続される。なお、各メモリセルは、LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 17で分離され、トランジスタ12上にはSiO2等からなる眉間絶縁膜19が形成されている。
次に、キャパシタ部分の形成を行う。
(凹凸パターン形成工程)
まず、図16(b)に示すように、絶縁膜からなる凸部パターンとしての絶縁部21と、凹部パターンとなる下部電極、すなわち強誘電体メモリ素子のキャパシタ部分の下部電極32とを、図1で説明した方法等によってそれぞれ所定位置に形成し、本発明における凹凸パターンを形成する。下部電極32の形成方法としては、例えば気相法による成膜方法が採用可能である。気相法としては、CVD、特にMOCVD (Metal Organic Chenical Vapor Deposition)を適用することが好ましい。この下部電極32を構成する材料としては、前記圧電体素子の場合と同様に、Pt(白金)やIr(イリジウム)、IrOx(酸化イリジウム)、ルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)等が好適とされる。
次に、図17(a)に示すように、下部電極32上に強誘電体材料を選択的に配置することで、強誘電体層34を形成する。この強誘電体層の形成材料としては、強誘電性を示してキャパシタ絶縁膜として使用できれば、その組成は任意のものを適用することができる。例えば、PZT系圧電材料の他、ニオブや酸化ニッケル、酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が適用できる。具体的には、チタン酸鉛(PbTiO3)、ジルコン酸チタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、ジルコン酸鉛(PbZrO3)、チタン酸鉛ランタン((Pb,La)TiO3)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O3)又はマグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等を使用することができる。あるいは、Sr、Bi、Taを構成元素として有するSBTを使用することもできる。
下部電極32表面への強誘電体材料の供給には、PVD法やCVD法等の気相法、あるいはゾルゲル法等の液相法の、いずれも用いることができる。
また、特に強誘電体層34の形成を、強誘電体材料のミストを供給することで行う場合には、絶縁部21と下部電極32との間の段差を、前記ミストの径より大きくするのが好ましい。
次いで、図17(b)に示すように、強誘電体謨34上にMOCVD法等のCVD法やスパッタ法などによって上部電極36を形成し、本発明のデバイスとしての強誘電体素子(強誘電体メモリ素子)を得る。この上部電極34についても、前記下部電極32と同様の材料、例えばPt(白金)やIr(イリジウム)、IrOx(酸化イリジウム)、ルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)等によって形成することができる。
また、下部電極32の側面に強誘電体層34が形成されていたり、下部電極32及び強誘電体層34の少なくとも一方の側面に上部電極36が形成されている場合には、これらを除去することが好ましい。除去工程では、例えば、ドライエッチングを適用することができる。
以上の工程により、強誘電体メモリ素子を製造することができる。本実施の形態によれば、通常のマスクを介したエッチングを行うことなく、下部電極32、強誘電体層34及び上部電極36を形成することができる。
この強誘電体メモリ素子は、下部電極32と、下部電極32上の所定位置に形成された強誘電体層34と、強誘電体層34上に形成された上部電極36と、を有して構成されたものである。
トランジスタ12は、領域40に形成されている。ドレイン又はソースの一方14(図17(b)参照)に接続された電極20は、図18に示すビット線42に接続されている。ゲート電極18(図17(b)参照)は、図18に示すワード線44に接続されている。ドレイン又はソースの他方16(図17(b)参照)に接続された電極22は、図18に示すドライブ線46に接続されている。電極22の上に、下部電極32を介して強誘電体層34が形成されている。
強誘電体メモリ素子にデータを書き込む場合は、アドレス端子51からアドレス信号が供給され、チップセレクト端子52からは選択信号が供給され、書込制御端子53から書込制御信号が供給される。複数(2つ)のビット線42の一方をオンにし、他方のビット線42をオフにした状態で、ワード線デコーダ及びドライパ50は指定されたワード線44をオンにする。ドライプ線デコーダ及びドライパ60は、指定されたドライプ線46に正のパルスを印加する。すると、強誘電体キャパシタには強誘電体層34のヒステリシス特性による残留分極が残るため、電源を切っても情報は保持される。
また、前記実施形態では、本発明に係る圧電体層を備えたデバイスとして液滴吐出ヘッドを、また、本発明に係る強誘電体層を備えたデバイスとして強誘電体メモリ素子について説明したが、本発明に係る圧電体層や強誘電体層の適用範囲はこれらに限定されず、例えば、透明電極でPZTやPLZTなどからなる強誘電体層を挟んで構成され、電圧を印加することで透過光の光屈折率を変化させるスイッチング素子などに用いられる電気光学素子や、圧電素子、強誘電素子、圧電アクチュエータ、薄膜コンデンサ、表面弾性波センサ、周波数フィルタ、光学導波管、光学記憶装置、空間光変調器等のデバイスにも好適に用いることができる。
6…圧電体層、7、36…上部電極、8…圧電体素子、
9、9a、9b…自己組織化単分子膜(表面修飾膜)、34…強誘電体層、
100…基体、101…レジスト、102…電子線・イオンビーム又は光、
103…スタンプ(転写型)、501…インクジェット式記録ヘッド、
600…インクジェットプリンター
Claims (18)
- 基体上に、下部電極を形成する工程と、
前記基体上に、前記下部電極に隣接する凸部を形成する工程と、
前記下部電極上に、強誘電体材料又は圧電体材料を供給し、強誘電体層又は圧電体層を形成する工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 - 前記凸部形成工程において、前記基体上に前記凸部を絶縁材料で形成後、
前記下部電極形成工程において、前記凸部に隣接させて前記下部電極を形成することを特徴とする請求項1に記載のデバイスの製造方法。 - 前記下部電極形成工程において、複数の前記下部電極を形成後、
前記凸部形成工程において、前記下部電極同士の間に、絶縁材料からなる前記凸部を形成することを特徴とする請求項1に記載のデバイスの製造方法。 - 前記凸部形成工程において、前記下部電極上を埋めるように絶縁層を形成し、その後、前記下部電極上の前記絶縁層を除去することで前記凸部を形成することを特徴とする請求項3に記載のデバイスの製造方法。
- 前記下部電極形成工程において、前記下部電極を形成後、
前記凸部形成工程において、前記下部電極上に絶縁材料からなる凸部を形成することを特徴とする請求項1に記載のデバイスの製造方法。 - 前記凸部の先端部を、先端方向に向けて徐々に細くなるように形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 前記強誘電体層又は圧電体層形成後、前記凸部上の前記強誘電体材料又は圧電体材料を除去するための研磨処理工程が含まれていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 前記下部電極は、白金、イリジウム、酸化イリジウム、ルテニウム酸ストロンチウムのいずれかを用いて形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 前記強誘電体層又は圧電体層形成工程では、前記下部電極上にミスト状の前記強誘電体材料又は圧電体材料を供給することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 前記凸部と前記下部電極の表面との間の段差を、前記ミストの径より大きくすることを特徴とする請求項9に記載のデバイスの製造方法。
- 前記強誘電体層又は前記圧電体層形成工程では、前記下部電極上にCVD法を用いて前記強誘電体材料又は圧電体材料を供給することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 前記凸部表面に、前記強誘電体材料又は圧電体材料に対する親和性が低い表面特性を有する表面修飾膜を形成する工程を備え、
前記表面修飾膜形成後、前記強誘電体層又は前記圧電体層を形成することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。 - 前記下部電極表面に、前記強誘電体材料又は圧電体材料に対する親和性が高い表面特性を有する表面修飾膜を形成する工程を備え、
前記表面修飾膜形成後、前記強誘電体層又は前記圧電体層を形成することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。 - 前記表面修飾膜として、自己組織化単分子膜を用いることを特徴とする請求項12又は13記載のデバイスの製造方法。
- 前記凸部の幅を、隣接する前記下部電極の幅以下にすることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
- 基体上に形成された下部電極と、
前記下部電極の表面から突出した絶縁材料からなる凸部と、
前記下部電極上に形成された強誘電体層又は圧電体層とを含むことを特徴とするデバイス。 - 透明な基体上に形成された透明な下部電極と、
前記下部電極の表面から突出した絶縁材料からなる凸部と、
前記下部電極上に形成された透明な強誘電体層と、
前記強誘電体層上に形成された透明な上部電極とを含むことを特徴とする電気光学素子。 - 基体上に形成された下部電極と、前記下部電極の表面から突出した絶縁材料からなる凸部と、前記下部電極上に形成された圧電体層とを備えた液滴吐出ヘッドを有することを特徴とするプリンタ。
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008117794A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2011054716A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子の製造方法、該製造方法により製造した電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
WO2012036103A1 (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Ricoh Company, Ltd. | Electromechanical transducing device and manufacturing method thereof, and liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus |
JP2012121262A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Ricoh Co Ltd | インクジェット装置 |
JP2013131722A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換膜の製造方法、電気機械変換素子の製造方法、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 |
JP2013135163A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子及びその製造方法、液滴吐出ヘッド、及びインクジェット記録装置 |
JP2015072978A (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | Tdk株式会社 | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
JP2015092616A (ja) * | 2015-01-06 | 2015-05-14 | Tdk株式会社 | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
JP2017011144A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 国立大学法人 熊本大学 | 高周波超音波圧電素子、その製造方法、及びそれを含む高周波超音波プローブ |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997003834A1 (fr) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | Seiko Epson Corporation | Tete laminee pour impression par jets d'encre, son procede de fabrication et imprimantes en etant equipees |
JPH1164896A (ja) * | 1997-08-21 | 1999-03-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 調光素子および調光装置 |
WO2000075992A1 (fr) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Seiko Epson Corporation | Dispositif memoire ferroelectrique et procede de fabrication d'un tel dispositif |
JP2001036026A (ja) * | 1999-05-14 | 2001-02-09 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2002064187A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Seiko Epson Corp | 強誘電体キャパシタを有するメモリセルアレイおよびその製造方法並びに強誘電体メモリ装置 |
JP2002198496A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Seiko Epson Corp | 強誘電体キャパシタおよびその製造方法ならびに強誘電体メモリ装置 |
JP2003282560A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Seiko Epson Corp | 強誘電体層およびその製造方法ならびに強誘電体キャパシタおよび圧電素子 |
JP2003298016A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-17 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置およびその製造方法 |
-
2004
- 2004-05-14 JP JP2004145077A patent/JP2005327919A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997003834A1 (fr) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | Seiko Epson Corporation | Tete laminee pour impression par jets d'encre, son procede de fabrication et imprimantes en etant equipees |
JPH1164896A (ja) * | 1997-08-21 | 1999-03-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 調光素子および調光装置 |
JP2001036026A (ja) * | 1999-05-14 | 2001-02-09 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
WO2000075992A1 (fr) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Seiko Epson Corporation | Dispositif memoire ferroelectrique et procede de fabrication d'un tel dispositif |
JP2002064187A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Seiko Epson Corp | 強誘電体キャパシタを有するメモリセルアレイおよびその製造方法並びに強誘電体メモリ装置 |
JP2002198496A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Seiko Epson Corp | 強誘電体キャパシタおよびその製造方法ならびに強誘電体メモリ装置 |
JP2003282560A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Seiko Epson Corp | 強誘電体層およびその製造方法ならびに強誘電体キャパシタおよび圧電素子 |
JP2003298016A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-17 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置およびその製造方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008117794A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2011054716A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子の製造方法、該製造方法により製造した電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
WO2012036103A1 (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Ricoh Company, Ltd. | Electromechanical transducing device and manufacturing method thereof, and liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus |
US9401471B2 (en) | 2010-09-15 | 2016-07-26 | Ricoh Company, Ltd. | Electromechanical transducing device and manufacturing method thereof, and liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus |
JP2012121262A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Ricoh Co Ltd | インクジェット装置 |
JP2013131722A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換膜の製造方法、電気機械変換素子の製造方法、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 |
JP2013135163A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子及びその製造方法、液滴吐出ヘッド、及びインクジェット記録装置 |
JP2015072978A (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | Tdk株式会社 | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
JP2015092616A (ja) * | 2015-01-06 | 2015-05-14 | Tdk株式会社 | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
JP2017011144A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 国立大学法人 熊本大学 | 高周波超音波圧電素子、その製造方法、及びそれを含む高周波超音波プローブ |
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