JPH05319993A - 圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜 - Google Patents
圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜Info
- Publication number
- JPH05319993A JPH05319993A JP4201499A JP20149992A JPH05319993A JP H05319993 A JPH05319993 A JP H05319993A JP 4201499 A JP4201499 A JP 4201499A JP 20149992 A JP20149992 A JP 20149992A JP H05319993 A JPH05319993 A JP H05319993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- linbo
- sapphire
- piezoelectricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電性があり、かつＳＡＷ速度がＬｉＮｂＯ
3 のバルク単結晶より大きいＬｉＮｂＯ3 薄膜を提供す
る。 【構成】 サファイア基板上に成膜され、圧電性を有
し、弾性表面波の速度が４０００ｍ／ｓより速い事を特
徴とするＬｉＮｂＯ3 薄膜。
3 のバルク単結晶より大きいＬｉＮｂＯ3 薄膜を提供す
る。 【構成】 サファイア基板上に成膜され、圧電性を有
し、弾性表面波の速度が４０００ｍ／ｓより速い事を特
徴とするＬｉＮｂＯ3 薄膜。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波（Ｓｕｒｆａ
ｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、以下ＳＡＷと呼
ぶ）デバイス及び光学素子材料などに使われる新規の圧
電体薄膜を提供するものである。
ｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、以下ＳＡＷと呼
ぶ）デバイス及び光学素子材料などに使われる新規の圧
電体薄膜を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬｉＮｂＯ3 単結晶は高いキューリー温
度を有する強誘電体であり、その大きな電気機械結合定
数、電気光学効果、非線形光学効果などにおいて非常に
優れた性質を有しており、ＳＡＷデバイス用材料として
実用化される一方、光学素子として有望視されている材
料である。
度を有する強誘電体であり、その大きな電気機械結合定
数、電気光学効果、非線形光学効果などにおいて非常に
優れた性質を有しており、ＳＡＷデバイス用材料として
実用化される一方、光学素子として有望視されている材
料である。
【０００３】近年の半導体技術の進歩による電子部品の
集積化及び小型化に伴い、強誘電体素子、圧電体素子も
小型化、薄膜化が進みつつあり、ＬｉＮｂＯ3 単結晶に
関しても薄膜化に対する需要は強く数多くの研究がなさ
れてきている。従来、ＬｉＮｂＯ3 薄膜は液相エピタキ
シャル法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スパッ
タリング法等で作られおり、様々の学会報告が成され、
製造法特許も出されている。得られた膜はＸ線回折法や
電子線回折法などによる結晶学的解析、２次イオン質量
分析法やオージェ電子分光法などによる化学組成の解
析、屈折率や光の伝搬損失などの光学的解析が成されて
いる。しかし、圧電体であるはずのＬｉＮｂＯ3 薄膜の
圧電特性（例えばＳＡＷ特性など）についての報告は極
めて稀であり、確からしい値が報告されている例はほと
んど無い。特公昭５８−２９２８０にマグネシア基板上
に成膜したＬｉＮｂＯ3 薄膜での報告があるが挿入損失
のみが記載されておりその際の電極構造及びＳＡＷ速度
は示されていない。挿入損失は電極構造により変化する
ためにＬｉＮｂＯ3 薄膜のＳＡＷ特性を表すには不十分
である。また、サファイア基板上に成膜したＬｉＮｂＯ
3 薄膜においてはＳＡＷ特性の報告はない。これは、今
までに得られているＬｉＮｂＯ 3 薄膜が結晶学的、光学
的、化学組成的にはＬｉＮｂＯ3 に類似しているが不完
全である事を示している。
集積化及び小型化に伴い、強誘電体素子、圧電体素子も
小型化、薄膜化が進みつつあり、ＬｉＮｂＯ3 単結晶に
関しても薄膜化に対する需要は強く数多くの研究がなさ
れてきている。従来、ＬｉＮｂＯ3 薄膜は液相エピタキ
シャル法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スパッ
タリング法等で作られおり、様々の学会報告が成され、
製造法特許も出されている。得られた膜はＸ線回折法や
電子線回折法などによる結晶学的解析、２次イオン質量
分析法やオージェ電子分光法などによる化学組成の解
析、屈折率や光の伝搬損失などの光学的解析が成されて
いる。しかし、圧電体であるはずのＬｉＮｂＯ3 薄膜の
圧電特性（例えばＳＡＷ特性など）についての報告は極
めて稀であり、確からしい値が報告されている例はほと
んど無い。特公昭５８−２９２８０にマグネシア基板上
に成膜したＬｉＮｂＯ3 薄膜での報告があるが挿入損失
のみが記載されておりその際の電極構造及びＳＡＷ速度
は示されていない。挿入損失は電極構造により変化する
ためにＬｉＮｂＯ3 薄膜のＳＡＷ特性を表すには不十分
である。また、サファイア基板上に成膜したＬｉＮｂＯ
3 薄膜においてはＳＡＷ特性の報告はない。これは、今
までに得られているＬｉＮｂＯ 3 薄膜が結晶学的、光学
的、化学組成的にはＬｉＮｂＯ3 に類似しているが不完
全である事を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＳＡＷデバイスとして
用いるために圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜を提供す
る事である。
用いるために圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜を提供す
る事である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の通りで
ある。 １．サファイア基板上に成膜され、圧電性を有し、弾性
表面波の速度が４０００ｍ／ｓより速い事を特徴とする
ＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ２．サファイア基板がサファイア（００６）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ３．サファイア基板がサファイア（０１２）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ４．サファイア基板がサファイア（１１０）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ５．サファイア基板がサファイア（０３０）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。
ある。 １．サファイア基板上に成膜され、圧電性を有し、弾性
表面波の速度が４０００ｍ／ｓより速い事を特徴とする
ＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ２．サファイア基板がサファイア（００６）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ３．サファイア基板がサファイア（０１２）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ４．サファイア基板がサファイア（１１０）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。 ５．サファイア基板がサファイア（０３０）基板である
ことを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ3 薄膜。
【０００６】発明者らが鋭意検討を進めた結果、レーザ
ーアブレーション法によりＬｉＮｂＯ3 薄膜を合成した
ところ圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られた。こ
の理由については定かではないがレーザーアブレーショ
ン法は不純物の混入が極めて少ないという利点があるた
め、Ｆｅなどの混入による圧電性の低下がないと思われ
る事、また、スパッタリング法に比べ、膜がプラズマに
さらされ表面などが損傷する可能性がない事、また、成
膜速度を自由に調節できるために、結晶配向性の良い膜
の合成が可能な事などの有利な点が作用して圧電性を示
すＬｉＮｂＯ3薄膜が得られたのではないかと考えられ
る。つまり、不純物の混入を完全に防ぎ、結晶配向性が
良く、プラズマなどによる表面などの損傷が少ないＬｉ
ＮｂＯ3薄膜ならば、合成法によらず圧電性を示すので
はないかと考えられる。ここで、結晶性の評価としては
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅をもって行っている。発
散スリット及び散乱スリットには１／２°のものを用
い、受光スリットには０．１５ｍｍのものを用いてい
る。結晶性は０．６９°以下であることが好ましく、さ
らに好ましくは０．６０°以下であることが好ましい。
結晶性が０．６９°を上回る場合には圧電性が低下し、
充分な特性が得られず好ましくない。また、薄膜中の不
純物は蛍光Ｘ線分析によって原子番号が５以上の元素に
関して全て分析した。この分析により検出される不純物
濃度は０．１％以上であり、この濃度以下の不純物に関
しては無いものとしている。不純物の圧電性に与える影
響は定かではないが、少なくとも０．１％以上のＦｅの
混入によって圧電性が損なわれることは確認されており
混入することは好ましくない。また、構成元素以外の元
素による不可避の不純物の混入も好ましくない。尚、本
発明によるＬｉＮｂＯ3 薄膜上のＳＡＷ速度がバルク単
結晶のそれよりも大きい理由は定かでは無いが、基板と
しているサファイア基板のＳＡＷ速度の影響を受けてい
るものと考えられる。以下に容易に本発明に達する合成
法を記す。
ーアブレーション法によりＬｉＮｂＯ3 薄膜を合成した
ところ圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られた。こ
の理由については定かではないがレーザーアブレーショ
ン法は不純物の混入が極めて少ないという利点があるた
め、Ｆｅなどの混入による圧電性の低下がないと思われ
る事、また、スパッタリング法に比べ、膜がプラズマに
さらされ表面などが損傷する可能性がない事、また、成
膜速度を自由に調節できるために、結晶配向性の良い膜
の合成が可能な事などの有利な点が作用して圧電性を示
すＬｉＮｂＯ3薄膜が得られたのではないかと考えられ
る。つまり、不純物の混入を完全に防ぎ、結晶配向性が
良く、プラズマなどによる表面などの損傷が少ないＬｉ
ＮｂＯ3薄膜ならば、合成法によらず圧電性を示すので
はないかと考えられる。ここで、結晶性の評価としては
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅をもって行っている。発
散スリット及び散乱スリットには１／２°のものを用
い、受光スリットには０．１５ｍｍのものを用いてい
る。結晶性は０．６９°以下であることが好ましく、さ
らに好ましくは０．６０°以下であることが好ましい。
結晶性が０．６９°を上回る場合には圧電性が低下し、
充分な特性が得られず好ましくない。また、薄膜中の不
純物は蛍光Ｘ線分析によって原子番号が５以上の元素に
関して全て分析した。この分析により検出される不純物
濃度は０．１％以上であり、この濃度以下の不純物に関
しては無いものとしている。不純物の圧電性に与える影
響は定かではないが、少なくとも０．１％以上のＦｅの
混入によって圧電性が損なわれることは確認されており
混入することは好ましくない。また、構成元素以外の元
素による不可避の不純物の混入も好ましくない。尚、本
発明によるＬｉＮｂＯ3 薄膜上のＳＡＷ速度がバルク単
結晶のそれよりも大きい理由は定かでは無いが、基板と
しているサファイア基板のＳＡＷ速度の影響を受けてい
るものと考えられる。以下に容易に本発明に達する合成
法を記す。
【０００７】レーザーはエキシマレーザー（ＡｒＦ１９
３ｎｍ）が用いられ、レーザー周波数は１０〜３０Ｈ
ｚ、レーザー出力は１５０ｍＪで行われる。ターゲット
はＬｉ 2 ＣＯ3 及び、Ｎｂ2 Ｏ3 を原料とする焼結体
（サイズ１５ｍｍΦ×３ｍｍt ）が用いられ、圧力
（Ｐ）は酸素あるいは酸素とオゾンの混合ガスで、０．
００５〜０．０１ｔｏｒｒで行われる。反応中のターゲ
ットと基板間距離は１〜４ｃｍで行われる。
３ｎｍ）が用いられ、レーザー周波数は１０〜３０Ｈ
ｚ、レーザー出力は１５０ｍＪで行われる。ターゲット
はＬｉ 2 ＣＯ3 及び、Ｎｂ2 Ｏ3 を原料とする焼結体
（サイズ１５ｍｍΦ×３ｍｍt ）が用いられ、圧力
（Ｐ）は酸素あるいは酸素とオゾンの混合ガスで、０．
００５〜０．０１ｔｏｒｒで行われる。反応中のターゲ
ットと基板間距離は１〜４ｃｍで行われる。
【０００８】
【０００９】
【実施例１】次に、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成はレーザーアブレー
ション法によって行った。図１に装置の概要を示す。焼
結体ターゲットにレーザー光を照射し酸素ガス雰囲気で
基板に成膜させた。以下合成にあたって使用した条件を
列記する。
説明する。ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成はレーザーアブレー
ション法によって行った。図１に装置の概要を示す。焼
結体ターゲットにレーザー光を照射し酸素ガス雰囲気で
基板に成膜させた。以下合成にあたって使用した条件を
列記する。
【００１０】合成条件 単結晶基板 サファイアＣ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素 ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００５ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ １．４ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 ３０Ｈｚ 反応時間 ３６０分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図２に示す。その際、発散スリ
ット及び散乱スリットには１／２°のものを用い、受光
スリットには０．１５ｍｍのものを用いた。サファイア
Ｃ面（００６）上には（００６）配向のＬｉＮｂＯ3 薄
膜が得られた。
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 ３０Ｈｚ 反応時間 ３６０分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図２に示す。その際、発散スリ
ット及び散乱スリットには１／２°のものを用い、受光
スリットには０．１５ｍｍのものを用いた。サファイア
Ｃ面（００６）上には（００６）配向のＬｉＮｂＯ3 薄
膜が得られた。
【００１１】合成した薄膜上にフォトリソグラフィープ
ロセスにより櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下、ＩＤＴと略す）を構成し
た。ＩＤＴは正規型電極で、電極指の対数は入力・出力
ともに６４対とし、波長（λ）は１０μｍとした。この
ＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフィルター特性を評価
し、弾性表面波の速度（以下、Ｖｓと略す）を求めた。
その結果を表１にまとめた。ＳＡＷフィルター特性の１
例を図３に示す。このようなＳＡＷフィルター特性が得
られたことにより、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が
得られたことが明かであり、かつ４５００ｍ／ｓ程度の
速度を有する弾性表面波が存在することが明かである。
ロセスにより櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下、ＩＤＴと略す）を構成し
た。ＩＤＴは正規型電極で、電極指の対数は入力・出力
ともに６４対とし、波長（λ）は１０μｍとした。この
ＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフィルター特性を評価
し、弾性表面波の速度（以下、Ｖｓと略す）を求めた。
その結果を表１にまとめた。ＳＡＷフィルター特性の１
例を図３に示す。このようなＳＡＷフィルター特性が得
られたことにより、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が
得られたことが明かであり、かつ４５００ｍ／ｓ程度の
速度を有する弾性表面波が存在することが明かである。
【００１２】
【比較例１】比較例として、スパッタリング法により、
ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。以下に、合成条件を
示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＣ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素 ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ １．４ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆ−パワー ８０〜１５０Ｗ 反応時間 ３６０分 Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図４に示し、合成条
件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電性について表
２にまとめた。Ｘ線回折から判断すると、ＬｉＮｂＯ3
膜が得られているようであるが、圧電性は示さなかっ
た。
ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。以下に、合成条件を
示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＣ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素 ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ １．４ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆ−パワー ８０〜１５０Ｗ 反応時間 ３６０分 Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図４に示し、合成条
件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電性について表
２にまとめた。Ｘ線回折から判断すると、ＬｉＮｂＯ3
膜が得られているようであるが、圧電性は示さなかっ
た。
【００１３】
【比較例２】市販のＬｉＮｂＯ3 バルク単結晶のＺカッ
トを用い、Ｘ方向に実施例１と同様なＩＤＴを形成した
ＳＡＷフィルターの特性例を図５に示す。本発明の実施
例１によるＬｉＮｂＯ3 薄膜の方が高周波のフィルター
となっており優れていることが明かである。
トを用い、Ｘ方向に実施例１と同様なＩＤＴを形成した
ＳＡＷフィルターの特性例を図５に示す。本発明の実施
例１によるＬｉＮｂＯ3 薄膜の方が高周波のフィルター
となっており優れていることが明かである。
【００１４】
【実施例２】実施例１で用いたレーザーアブレーション
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＲ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図６に示す。サファイアＲ面
（０１２）上に（１００）配向のＬｉＮｂＯ3 薄膜が得
られた。合成した薄膜上に実施例１で用いたようなＩＤ
Ｔを構成した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフ
ィルター特性を評価し、Ｖｓを求め、その結果を表３に
まとめた。ＳＡＷフィルター特性の１例を図７に示す。
このようなＳＡＷフィルター特性が得られたことによ
り、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたことが
明かであり、かつ４５００ｍ／ｓ以上の速度を有する弾
性表面波が存在することが明かである。
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＲ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図６に示す。サファイアＲ面
（０１２）上に（１００）配向のＬｉＮｂＯ3 薄膜が得
られた。合成した薄膜上に実施例１で用いたようなＩＤ
Ｔを構成した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフ
ィルター特性を評価し、Ｖｓを求め、その結果を表３に
まとめた。ＳＡＷフィルター特性の１例を図７に示す。
このようなＳＡＷフィルター特性が得られたことによ
り、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたことが
明かであり、かつ４５００ｍ／ｓ以上の速度を有する弾
性表面波が存在することが明かである。
【００１５】
【比較例３】スパッタリング法により、ＬｉＮｂＯ3 薄
膜の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＲ面 基板温度 ７００℃ 酸素導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー １００Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例３、Ｎｏ．１で得られた薄膜のＸ線回折の結果を
図８に示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純
物、圧電性について表４にまとめた。Ｘ線回折の結果か
ら判断するとＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであ
るが、圧電性は示さなかった。
膜の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＲ面 基板温度 ７００℃ 酸素導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー １００Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例３、Ｎｏ．１で得られた薄膜のＸ線回折の結果を
図８に示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純
物、圧電性について表４にまとめた。Ｘ線回折の結果か
ら判断するとＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであ
るが、圧電性は示さなかった。
【００１６】
【実施例３】実施例１で用いたレーザーアブレーション
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＡ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図９に示す。サファイアＡ面
（１１０）上に（００６）配向のＬｉＮｂＯ3 薄膜が得
られた。合成した薄膜上に実施例１で用いたようなＩＤ
Ｔを構成した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフ
ィルター特性を評価し、Ｖｓを求めた。その結果を表５
にまとめ、ＳＡＷフィルター特性の１例を図１０に示
す。このようなＳＡＷフィルター特性が得られたことに
より、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたこと
が明かであり、かつ４４００ｍ／ｓ以上の速度を有する
弾性表面波が存在することが明かである。
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＡ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
薄膜のＸ線回折の結果を図９に示す。サファイアＡ面
（１１０）上に（００６）配向のＬｉＮｂＯ3 薄膜が得
られた。合成した薄膜上に実施例１で用いたようなＩＤ
Ｔを構成した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフ
ィルター特性を評価し、Ｖｓを求めた。その結果を表５
にまとめ、ＳＡＷフィルター特性の１例を図１０に示
す。このようなＳＡＷフィルター特性が得られたことに
より、圧電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたこと
が明かであり、かつ４４００ｍ／ｓ以上の速度を有する
弾性表面波が存在することが明かである。
【００１７】
【比較例４】スパッタリング法によりＬｉＮｂＯ3 薄膜
の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＡ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー ８０〜１５０Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例４、Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図１１に
示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電
性について表６にまとめた。Ｘ線回折から判断するとＬ
ｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであるが、圧電性は
示さなかった。
の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＡ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー ８０〜１５０Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例４、Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図１１に
示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電
性について表６にまとめた。Ｘ線回折から判断するとＬ
ｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであるが、圧電性は
示さなかった。
【００１８】
【実施例４】実施例１で用いたレーザーアブレーション
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＭ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
得られた薄膜のＸ線回折の結果を図１２に示す。サファ
イアＭ面（０３０）上に（１００）配向のＬｉＮｂＯ3
薄膜が得られた。合成した薄膜上にフォトリソグラフィ
ープロセスにより実施例１で用いたようなＩＤＴを形成
した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフィルター
特性を評価し、Ｖｓを求めた。その結果を表７にまと
め、ＳＡＷフィルター特性の１例を図１３に示す。この
ようなＳＡＷフィルター特性が得られたことにより、圧
電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたことが明かで
あり、かつ４６００ｍ／ｓ以上の速度を有する弾性表面
波が存在することが明かである。
法によって行っている。合成にあたって使用した条件を
列記する。 合成条件 単結晶基板 サファイアＭ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋オゾン ターゲットと基板の距離 ３ｃｍ 反応圧力 ０．００１ｔｏｒｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ レーザー波長 １９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマ
レーザー） レーザー出力 １５０ｍＪ レーザー周波数 １０Ｈｚ 反応時間 １５０〜３００分 以上の条件を用い、ＬｉＮｂＯ3 薄膜の合成を行った。
得られた薄膜のＸ線回折の結果を図１２に示す。サファ
イアＭ面（０３０）上に（１００）配向のＬｉＮｂＯ3
薄膜が得られた。合成した薄膜上にフォトリソグラフィ
ープロセスにより実施例１で用いたようなＩＤＴを形成
した。このＩＤＴにより各サンプルのＳＡＷフィルター
特性を評価し、Ｖｓを求めた。その結果を表７にまと
め、ＳＡＷフィルター特性の１例を図１３に示す。この
ようなＳＡＷフィルター特性が得られたことにより、圧
電性を有するＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られたことが明かで
あり、かつ４６００ｍ／ｓ以上の速度を有する弾性表面
波が存在することが明かである。
【００１９】
【比較例５】スパッタリング法によりＬｉＮｂＯ3 薄膜
の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＭ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー １００Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例５、Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図１４に
示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電
性について表８にまとめた。Ｘ線回折の結果から判断す
るとＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであるが、圧
電性は示さなかった。
の合成を行った。以下に合成条件を示す。 合成条件 単結晶基板 サファイアＭ面 基板温度 ７００℃ 導入ガス 酸素＋Ａｒ（１：１） ターゲットと基板の距離 ４ｃｍ 反応圧力 ０．０１〜０．００５ｔｏｒ
ｒ ターゲットのＬｉ／Ｎｂ ２．０ 高周波 １３．５６ＭＨｚ ｒｆパワー １００Ｗ 反応時間 １５０〜３００分 比較例５、Ｎｏ．１の薄膜のＸ線回折の結果を図１４に
示し、合成条件と得られた薄膜の結晶性、不純物、圧電
性について表８にまとめた。Ｘ線回折の結果から判断す
るとＬｉＮｂＯ3 薄膜が得られているようであるが、圧
電性は示さなかった。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】
【表７】
【００２７】
【表８】
【００２８】
【発明の効果】本発明により圧電性があり、かつＳＡＷ
速度がＬｉＮｂＯ3 のバルク単結晶より大きいＬｉＮｂ
Ｏ3 薄膜が利用可能となる。
速度がＬｉＮｂＯ3 のバルク単結晶より大きいＬｉＮｂ
Ｏ3 薄膜が利用可能となる。
【図１】本発明に用いる合成装置の概略図である。
【図２】実施例１において得られた薄膜のＸ線回折の結
果
果
【図３】実施例１において得られたＳＡＷフィルター特
性の例
性の例
【図４】比較例１、Ｎｏ．１において得られた薄膜のＸ
線回折の結果
線回折の結果
【図５】比較例２において得られたＳＡＷフィルター特
性
性
【図６】実施例２において得られた薄膜のＸ線回折の結
果
果
【図７】実施例２において得られたＳＡＷフィルター特
性の例
性の例
【図８】比較例３、Ｎｏ．１において得られた薄膜のＸ
線回折の結果
線回折の結果
【図９】実施例３において得られた薄膜のＸ線回折の結
果
果
【図１０】実施例３において得られたＳＡＷフィルター
特性の例
特性の例
【図１１】比較例４、Ｎｏ．１において得られた薄膜の
Ｘ線回折の結果
Ｘ線回折の結果
【図１２】実施例４において得られた薄膜のＸ線回折の
結果
結果
【図１３】実施例４において得られたＳＡＷフィルター
特性の例
特性の例
【図１４】比較例５、Ｎｏ．１において得られた薄膜の
Ｘ線回折の結果
Ｘ線回折の結果
１ ＡｒＦエキシマレーザー ２ レンズ ３ ウインドウ ４ ターゲット ５ 基板 ６ 膜厚測定装置 ７ ガス導入口
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−57636 (32)優先日 平４(1992)３月16日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）
Claims (5)
- 【請求項１】サファイア基板上に成膜され、圧電性を有
し、弾性表面波の速度が４０００ｍ／ｓより速い事を特
徴とするＬｉＮｂＯ3 薄膜 - 【請求項２】サファイア基板がサファイア（００６）基
板であることを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ
3 薄膜。 - 【請求項３】サファイア基板がサファイア（０１２）基
板であることを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ
3 薄膜。 - 【請求項４】サファイア基板がサファイア（１１０）基
板であることを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ
3 薄膜。 - 【請求項５】サファイア基板がサファイア（０３０）基
板であることを特徴とする請求項１に記載のＬｉＮｂＯ
3 薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4201499A JPH05319993A (ja) | 1991-09-20 | 1992-07-28 | 圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24095791 | 1991-09-20 | ||
| JP5351092 | 1992-03-12 | ||
| JP5350992 | 1992-03-12 | ||
| JP4-53510 | 1992-03-16 | ||
| JP4-57636 | 1992-03-16 | ||
| JP4-53509 | 1992-03-16 | ||
| JP5763692 | 1992-03-16 | ||
| JP3-240957 | 1992-03-16 | ||
| JP4201499A JPH05319993A (ja) | 1991-09-20 | 1992-07-28 | 圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05319993A true JPH05319993A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=27462905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4201499A Withdrawn JPH05319993A (ja) | 1991-09-20 | 1992-07-28 | 圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05319993A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056109A1 (fr) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif a ondes de surface elastiques |
| US6794683B2 (en) | 2000-11-22 | 2004-09-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond substrate having piezoelectric thin film, and method for manufacturing it |
| JP2008069058A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ＬｉＮｂＯ３エピタキシャル膜の形成方法 |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP4201499A patent/JPH05319993A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056109A1 (fr) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif a ondes de surface elastiques |
| US6259186B1 (en) | 1997-06-02 | 2001-07-10 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Surface acoustic wave functional wave |
| US6794683B2 (en) | 2000-11-22 | 2004-09-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond substrate having piezoelectric thin film, and method for manufacturing it |
| JP2008069058A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ＬｉＮｂＯ３エピタキシャル膜の形成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6510597B2 (en) | Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same | |
| Shibata et al. | Epitaxial growth and surface acoustic wave properties of lithium niobate films grown by pulsed laser deposition | |
| JPH06244407A (ja) | （１１１）方位緩衝層を有する多層構造体 | |
| US5320865A (en) | Method of manufacturing a surface acoustic wave device | |
| US5558711A (en) | Electrode forming method for surface acoustic wave device | |
| US6538359B1 (en) | Surface acoustic wave device | |
| JPH05319993A (ja) | 圧電性ＬｉＮｂＯ３薄膜 | |
| EP0534252B1 (en) | Surface acoustic wave device | |
| JP2000278084A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JPH0656592A (ja) | 圧電性ＬｉＴａＯ３薄膜 | |
| JP4092900B2 (ja) | 圧電体薄膜を形成したダイヤモンド基板およびその製造方法 | |
| EP0930702B1 (en) | Orientational material and surface acoustic wave device | |
| US6400061B1 (en) | Surface acoustic wave device and substrate thereof | |
| JP2003066499A (ja) | 光デバイス及びその製造方法 | |
| JP2004292228A (ja) | ニオブ酸カリウム単結晶薄膜の製造方法、表面弾性波素子、周波数フィルタ、周波数発振器、電子回路、及び電子機器 | |
| JPH0590892A (ja) | 薄膜型ｓａｗデバイス | |
| US20050076829A1 (en) | Method of manufacturing potassium niobate single crystal thin film, surface acoustic wave element, frequency filter, frequency oscillator, electronic circuit, and electronic apparatus | |
| JPH08154033A (ja) | ダイヤモンド基材および表面弾性波素子 | |
| JPH0527278A (ja) | 弾性表面波光偏向素子 | |
| Shibata et al. | SAW properties of LiNbO/sub 3/and LiTaO/sub 3/films grown by pulsed laser deposition | |
| JPH0656593A (ja) | 薄膜型ｓａｗデバイス | |
| Shibata et al. | Piezoelectric LiNbO/sub 3/and LiTaO/sub 3/films for SAW device applications | |
| JP3692588B2 (ja) | 表面弾性波素子用ダイヤモンド基材と素子及びその製造方法 | |
| JPH0578200A (ja) | 圧電体薄膜の合成方法 | |
| JPH05267196A (ja) | 強誘電体薄膜の作製方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |