JP6311179B2 - 強誘電体セラミックス - Google Patents
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Description
[1](110)に配向したZrO2膜と、
前記ZrO2膜上に接して形成されたPt膜と、
前記Pt膜上に形成された圧電体膜と、
を具備することを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記CeO2膜上に接して形成されたPt膜と、
前記Pt膜上に形成された圧電体膜と、
を具備することを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記Pt膜は(100)または(200)に配向していることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記ZrO2膜は基板上に形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記CeO2膜は基板上に形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記ZrO2膜または前記CeO2膜上にエピタキシャル成長によるPt膜を接して形成し、
前記Pt膜上に圧電体膜を形成することを特徴とする強誘電体セラミックスの製造方法。
前記積層膜上に形成された圧電体膜と、
を具備し、
前記積層膜は、ZrO2膜とAl2O3膜が順次N回繰り返して形成されたものであり、
前記Nは1以上の整数であることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜上に形成された圧電体膜と、
を具備し、
前記積層膜は、第1のZrO2膜とAl2O3膜が順次N回繰り返して形成され、前記N回繰り返して形成された膜上に第2のZrO2膜が形成されたものであり、
前記Nは1以上の整数であることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜のAl濃度は下記式1(好ましくは下記式1')を満たすことを特徴とする強誘電体セラミックス。
2mol%≦Al/(Al+Zr)≦50mol% ・・・式1
5mol%≦Al/(Al+Zr)≦30mol% ・・・式1'
前記積層膜と圧電体膜との間には、体心立方格子構造を有する金属結晶の酸化物膜と当該酸化物膜上に形成されたPt膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記酸化物膜と前記Pt膜との間に体心立方格子構造を有する金属結晶膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記体心立方格子構造を有する金属結晶は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ルビジウム(Rb)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ユウロピウム(Eu)の群から選択された一の金属結晶であることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜と前記圧電体膜との間に形成された電極膜を有することを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜と前記圧電体膜との間に形成された電極膜を有し、
前記電極膜は、前記第2のZrO2膜と接することを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記電極膜は酸化物または金属からなることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記電極膜はPt膜またはIr膜であることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜はSi基板上に形成されており、
前記Si基板と前記積層膜との間にはZrSiO4膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜と前記ZrSiO4膜との間にはAl2O3膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
前記積層膜はSi基板上に形成されており、前記Si基板、前記積層膜、前記体心立方格子構造を有する金属結晶の酸化物膜及び前記Pt膜それぞれは(100)に配向していることを特徴とする強誘電体セラミックス。
図1は、本発明の一態様に係る強誘電体セラミックスの製造方法を説明する模式的な断面図である。
PZT膜形成用ゾルゲル溶液としては、ブタノールを溶媒とする鉛が70%〜90%不足した量添加された、濃度10重量%濃度のE1溶液を用いた。
図5は、本発明の一態様に係る強誘電体セラミックスの製造方法を説明する模式的な断面図である。
積層膜13のAl濃度は下記式1を満たすとよく、好ましくは下記式1'を満たすとよい。
2mol%≦Al/(Al+Zr)≦50mol% ・・・式1
5mol%≦Al/(Al+Zr)≦30mol% ・・・式1'
第1のZrO2膜122は、その膜厚が例えば3〜15nmであり、反応性蒸着法により形成される。この際の成膜条件は表1に示すとおりである。
図6は、本発明の一態様に係る強誘電体セラミックスの製造方法を説明する模式的な断面図であり、図5と同一部分には同一符号を付す。
2mol%≦Al/(Al+Zr)≦50mol% ・・・式1
5mol%≦Al/(Al+Zr)≦30mol% ・・・式1'
第1のZrO2膜122及びAl2O3膜123は、第2の実施形態と同様の方法で成膜される。
図7は、本発明の一態様に係る強誘電体セラミックスの製造方法を説明する模式的な断面図であり、図6と同一部分には同一符号を付す。
成膜方法 :スパッタリング
成膜圧力 :4Pa
成膜基板温度:200℃
成膜時のガス:O2/Ar
Ar流量 :1/9(O2/Ar)sccm
RF出力 :200W(13.56MHz電源)
成膜時間 :3分(膜厚20nm)
ターゲット :TiO2焼結体
成膜方法 :スパッタリング
成膜圧力 :2Pa
成膜基板温度:200℃
成膜時のガス:Ar
Ar流量 :10sccm
RF出力 :200W(13.56MHz電源)
成膜時間 :0.5 分(膜厚20nm)
ターゲット :Ti金属バルク体
12 ZrSiO4膜
13,14 積層膜
15 Pt膜
25 TiO2膜
26 Ti膜
101 基板
102 ZrO2膜
102a CeO2膜
103 Pt膜
122 第1のZrO2膜
123 Al2O3膜
124 第2のZrO2膜
Claims (13)
- 積層膜と、
前記積層膜上に形成された圧電体膜と、
を具備し、
前記積層膜は、ZrO2膜とAl2O3膜が順次N回繰り返して形成されたものであり、
前記Nは1以上の整数であり、
前記積層膜のAl濃度は下記式1を満たすことを特徴とする強誘電体セラミックス。
2mol%≦Al/(Al+Zr)≦50mol% ・・・式1 - Si基板と、
前記Si基板上に形成されたZrSiO 4 膜と、
前記ZrSiO 4 膜上に形成された積層膜と、
前記積層膜上に形成された圧電体膜と、
を具備し、
前記積層膜は、ZrO2膜とAl2O3膜が順次N回繰り返して形成されたものであり、
前記Nは1以上の整数であることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 積層膜と、
前記積層膜上に形成された圧電体膜と、
を具備し、
前記積層膜は、第1のZrO2膜とAl2O3膜が順次N回繰り返して形成され、前記N回繰り返して形成された膜上に第2のZrO2膜が形成されたものであり、
前記Nは1以上の整数であることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項3において、
前記積層膜のAl濃度は下記式1を満たすことを特徴とする強誘電体セラミックス。
2mol%≦Al/(Al+Zr)≦50mol% ・・・式1 - 請求項1、3及び4のいずれか一項において、
前記積層膜と圧電体膜との間には、体心立方格子構造を有する金属結晶の酸化物膜と当該酸化物膜上に形成されたPt膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項5において、
前記酸化物膜と前記Pt膜との間に体心立方格子構造を有する金属結晶膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項5または6において、
前記体心立方格子構造を有する金属結晶は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ルビジウム(Rb)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ユウロピウム(Eu)の群から選択された一の金属結晶であることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項1、3及び4のいずれか一項において、
前記積層膜と前記圧電体膜との間に形成された電極膜を有することを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項3おいて、
前記積層膜と前記圧電体膜との間に形成された電極膜を有し、
前記電極膜は、前記第2のZrO2膜と接することを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項8または9において、
前記電極膜は酸化物または金属からなることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項8または9において、
前記電極膜はPt膜またはIr膜であることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項1、3及び4のいずれか一項において、
前記積層膜はSi基板上に形成されており、
前記Si基板と前記積層膜との間にはZrSiO4膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。 - 請求項12において、
前記積層膜と前記ZrSiO4膜との間にはAl2O3膜が形成されていることを特徴とする強誘電体セラミックス。
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