JPH0878735A - 強誘電体薄膜装置 - Google Patents
強誘電体薄膜装置Info
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- JPH0878735A JPH0878735A JP6208475A JP20847594A JPH0878735A JP H0878735 A JPH0878735 A JP H0878735A JP 6208475 A JP6208475 A JP 6208475A JP 20847594 A JP20847594 A JP 20847594A JP H0878735 A JPH0878735 A JP H0878735A
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強誘電体薄膜より成る薄膜デバイスにおい
て、強誘電体薄膜の特性を損なうことなくデバイス化さ
れた強誘電体薄膜装置を得る。 【構成】 Ｓｉ基板１１上に（００１）単結晶ＭｇＯ薄
板（厚さ５０μｍ）を接着し、その上に下部電極として
Ｐｔ薄膜１３（厚さ２００ｎｍ）をスパッタリング法に
より形成する。強誘電体薄膜としてＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌ
ａx Ｔｉ1-x/4Ｏ3 ；ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜１４
（厚さ１μｍ）を高周波スパッタリング法により形成
し、再びスパッタリング法により上部電極のＰｔ薄膜１
５（厚さ２００ｎｍ）を、保護膜としてポリイミド膜１
６（厚さ３μｍ）をそれぞれ形成する。ＭｇＯ薄板をエ
ッチングにより取り除き、強誘電体薄膜の基板側の面の
少なくとも一部と基板との間に空間を設け強誘電体薄膜
装置を作製する。
て、強誘電体薄膜の特性を損なうことなくデバイス化さ
れた強誘電体薄膜装置を得る。 【構成】 Ｓｉ基板１１上に（００１）単結晶ＭｇＯ薄
板（厚さ５０μｍ）を接着し、その上に下部電極として
Ｐｔ薄膜１３（厚さ２００ｎｍ）をスパッタリング法に
より形成する。強誘電体薄膜としてＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌ
ａx Ｔｉ1-x/4Ｏ3 ；ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜１４
（厚さ１μｍ）を高周波スパッタリング法により形成
し、再びスパッタリング法により上部電極のＰｔ薄膜１
５（厚さ２００ｎｍ）を、保護膜としてポリイミド膜１
６（厚さ３μｍ）をそれぞれ形成する。ＭｇＯ薄板をエ
ッチングにより取り除き、強誘電体薄膜の基板側の面の
少なくとも一部と基板との間に空間を設け強誘電体薄膜
装置を作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線センサ、発振器
などとして用いるための強誘電体薄膜装置に関する。
などとして用いるための強誘電体薄膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電体薄膜を用いたデバイスは焦電応
用、圧電応用で幅広い用途が期待されている。また、半
導体と一体化することで、その応用範囲は更に広がるも
のと思われる。
用、圧電応用で幅広い用途が期待されている。また、半
導体と一体化することで、その応用範囲は更に広がるも
のと思われる。
【０００３】図６は、従来例の薄膜焦電型赤外センサー
の断面図である。図６において、６１は基板、６２は拡
散防止膜、６３は下部電極、６４は強誘電体薄膜、６５
は上部電極である。この装置では、図６に示すように強
誘電体薄膜６４を少なくとも１つの中間層６２の上に堆
積させて、または中間層を介さず基板上に直接堆積させ
てデバイス化されていた。また、強誘電体薄膜から基板
への熱漏れを制限するために、基板の一部をエッチング
で取り除く提案もされている（特開昭５８−１３８００
２号公報）。
の断面図である。図６において、６１は基板、６２は拡
散防止膜、６３は下部電極、６４は強誘電体薄膜、６５
は上部電極である。この装置では、図６に示すように強
誘電体薄膜６４を少なくとも１つの中間層６２の上に堆
積させて、または中間層を介さず基板上に直接堆積させ
てデバイス化されていた。また、強誘電体薄膜から基板
への熱漏れを制限するために、基板の一部をエッチング
で取り除く提案もされている（特開昭５８−１３８００
２号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の基板上に形成した強誘電体薄膜デバイスにおいて
は、基板の熱負荷によりセンサーの感度が低下したり、
発振器の周波数の安定性が低下する等、しばしばデバイ
スの性能が基板により損なわれるという問題があった。
また、基板の一部をエッチングで取り除いた装置であっ
ても、デバイス化する際に基板や電荷取り出し線等にボ
ンディングする必要があり、装置の小型化・アレイ化・
高感度化の要請に応えることが困難であった。
来の基板上に形成した強誘電体薄膜デバイスにおいて
は、基板の熱負荷によりセンサーの感度が低下したり、
発振器の周波数の安定性が低下する等、しばしばデバイ
スの性能が基板により損なわれるという問題があった。
また、基板の一部をエッチングで取り除いた装置であっ
ても、デバイス化する際に基板や電荷取り出し線等にボ
ンディングする必要があり、装置の小型化・アレイ化・
高感度化の要請に応えることが困難であった。
【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、強誘電体薄膜の特性を損なうことなくデバイス化さ
れ、装置の小型化・アレイ化・高感度化が可能な強誘電
体薄膜装置を提供することを目的とする。
め、強誘電体薄膜の特性を損なうことなくデバイス化さ
れ、装置の小型化・アレイ化・高感度化が可能な強誘電
体薄膜装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の強誘電体薄膜装置は、基板とその基板上に
設けられた一対の電極、及び前記電極間に存在する強誘
電体薄膜を少なくとも備えた強誘電体薄膜装置であっ
て、前記基板上に作製した強誘電体薄膜の基板側の面の
少なくとも一部と基板との間に空間を設けたことを特徴
とする。
め、本発明の強誘電体薄膜装置は、基板とその基板上に
設けられた一対の電極、及び前記電極間に存在する強誘
電体薄膜を少なくとも備えた強誘電体薄膜装置であっ
て、前記基板上に作製した強誘電体薄膜の基板側の面の
少なくとも一部と基板との間に空間を設けたことを特徴
とする。
【０００７】前記構成においては、基板と強誘電体薄膜
の間に少なくとも１つの中間層薄膜を具備し、前記中間
層薄膜及び基板の界面のうち少なくとも１つの界面の、
一部または全部に空間を設けることが好ましい。
の間に少なくとも１つの中間層薄膜を具備し、前記中間
層薄膜及び基板の界面のうち少なくとも１つの界面の、
一部または全部に空間を設けることが好ましい。
【０００８】また前記構成においては、中間層薄膜のう
ち強誘電体薄膜と接する中間層薄膜が、強誘電体薄膜の
下部電極であることが好ましい。また前記構成において
は、強誘電体薄膜が、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｂａ、
Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なくとも１つを主
成分とする酸化物であることが好ましい。
ち強誘電体薄膜と接する中間層薄膜が、強誘電体薄膜の
下部電極であることが好ましい。また前記構成において
は、強誘電体薄膜が、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｂａ、
Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なくとも１つを主
成分とする酸化物であることが好ましい。
【０００９】また前記構成においては、中間層が、Ｍ
ｇ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及
びＴｉから選ばれる少なくとも１つを主成分とする酸化
物であることが好ましい。
ｇ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及
びＴｉから選ばれる少なくとも１つを主成分とする酸化
物であることが好ましい。
【００１０】
【作用】前記本発明の強誘電体薄膜装置によれば、基板
とその基板上に設けられた一対の電極、及び前記電極間
に存在する強誘電体薄膜を少なくとも備えた強誘電体薄
膜装置であって、前記基板上に作製した強誘電体薄膜の
基板側の面の少なくとも一部と基板との間に空間を設け
たことにより、強誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨
張の影響が制限され、強誘電体薄膜の特性を基板に影響
されることなく引き出すことが出来る強誘電体薄膜装置
を達成できる。また、基板そのものをエッチングで取り
除く方法と違い、デバイス化する際に基板や電荷取り出
し線等にボンディングする必要がなく、半導体等の基板
上に直接作製することができるので、効率的に製造する
ことができる。さらにボンディングのない一体構造であ
るので、装置の小型化・アレイ化・高感度化が可能とな
る。
とその基板上に設けられた一対の電極、及び前記電極間
に存在する強誘電体薄膜を少なくとも備えた強誘電体薄
膜装置であって、前記基板上に作製した強誘電体薄膜の
基板側の面の少なくとも一部と基板との間に空間を設け
たことにより、強誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨
張の影響が制限され、強誘電体薄膜の特性を基板に影響
されることなく引き出すことが出来る強誘電体薄膜装置
を達成できる。また、基板そのものをエッチングで取り
除く方法と違い、デバイス化する際に基板や電荷取り出
し線等にボンディングする必要がなく、半導体等の基板
上に直接作製することができるので、効率的に製造する
ことができる。さらにボンディングのない一体構造であ
るので、装置の小型化・アレイ化・高感度化が可能とな
る。
【００１１】基板と強誘電体薄膜の間に少なくとも１つ
の中間層薄膜を具備し、前記中間層薄膜及び基板の界面
のうち少なくとも１つの界面の、一部または全部に空間
を設けるという本発明の好ましい例によれば、同様に強
誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨張の影響が制限さ
れ、優れた強誘電体薄膜装置を達成できる。
の中間層薄膜を具備し、前記中間層薄膜及び基板の界面
のうち少なくとも１つの界面の、一部または全部に空間
を設けるという本発明の好ましい例によれば、同様に強
誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨張の影響が制限さ
れ、優れた強誘電体薄膜装置を達成できる。
【００１２】また中間層薄膜のうち強誘電体薄膜と接す
る中間層薄膜が、強誘電体薄膜の下部電極であるという
本発明の好ましい例によれば、焦電型赤外センサーや発
振器のような装置に応用するのに都合がよい。
る中間層薄膜が、強誘電体薄膜の下部電極であるという
本発明の好ましい例によれば、焦電型赤外センサーや発
振器のような装置に応用するのに都合がよい。
【００１３】また強誘電体薄膜が、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｌａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なく
とも１つを主成分とする酸化物であるという本発明の好
ましい例によれば、優れた強誘電体薄膜装置を達成でき
る。
Ｌａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なく
とも１つを主成分とする酸化物であるという本発明の好
ましい例によれば、優れた強誘電体薄膜装置を達成でき
る。
【００１４】また中間層が、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｔ
ｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少な
くとも１つを主成分とする酸化物であるという本発明の
好ましい例によれば、基板に電極材を作製する際の拡散
防止膜として都合がよい。
ｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少な
くとも１つを主成分とする酸化物であるという本発明の
好ましい例によれば、基板に電極材を作製する際の拡散
防止膜として都合がよい。
【００１５】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。図１は本発明の一実施例の強誘電体薄膜装置
の断面図である。図１において、１１は基板、１３は下
部電極、１４は強誘電体薄膜、１５は上部電極である。
さらに保護膜１６を設けてもよい。この装置では、下部
電極及び強誘電体薄膜と基板との間に空間が設けられて
いる。基板１１の材料としては、例えばＳｉ、ＧａＡ
ｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板が使用される。下
部電極１３を構成する材料としては、単結晶基板上に配
向成長可能な導電膜であればよく、例えばＰｔ、Ｎｉ、
Ｐｄ、Ｔｉ、ＲｕＯ2 等があげられる。強誘電体薄膜１
４の材料としては、例えばＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｔｉ
1-x/4 Ｏ3 、ｘは０＜ｘ＜１の任意の数）、ＰｂＴｉＯ
3 、ＰＺＴ（Ｐb(Zr,Ti)O3） 、ＰＬＺＴ（(Pb,La)(Zr,
Ti)O3）、ＢａＬｉＴａＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＬｉＮｂ
Ｏ3 等の焦電性を有する強誘電体薄膜が好ましく使用さ
れる。上部電極１５は、例えばＰｔ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ａｕ等の導電膜が使用される。保護膜１６はエッチ
ング時の膜の剥離を防ぐための膜であり、本実施例では
ポリイミドを用いているが、耐熱性のある材料であれば
特に限定されない。図１に示す構成を焦電型赤外センサ
ーに応用すると特に優れた特性が得られる。
説明する。図１は本発明の一実施例の強誘電体薄膜装置
の断面図である。図１において、１１は基板、１３は下
部電極、１４は強誘電体薄膜、１５は上部電極である。
さらに保護膜１６を設けてもよい。この装置では、下部
電極及び強誘電体薄膜と基板との間に空間が設けられて
いる。基板１１の材料としては、例えばＳｉ、ＧａＡ
ｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板が使用される。下
部電極１３を構成する材料としては、単結晶基板上に配
向成長可能な導電膜であればよく、例えばＰｔ、Ｎｉ、
Ｐｄ、Ｔｉ、ＲｕＯ2 等があげられる。強誘電体薄膜１
４の材料としては、例えばＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｔｉ
1-x/4 Ｏ3 、ｘは０＜ｘ＜１の任意の数）、ＰｂＴｉＯ
3 、ＰＺＴ（Ｐb(Zr,Ti)O3） 、ＰＬＺＴ（(Pb,La)(Zr,
Ti)O3）、ＢａＬｉＴａＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＬｉＮｂ
Ｏ3 等の焦電性を有する強誘電体薄膜が好ましく使用さ
れる。上部電極１５は、例えばＰｔ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ａｕ等の導電膜が使用される。保護膜１６はエッチ
ング時の膜の剥離を防ぐための膜であり、本実施例では
ポリイミドを用いているが、耐熱性のある材料であれば
特に限定されない。図１に示す構成を焦電型赤外センサ
ーに応用すると特に優れた特性が得られる。
【００１６】図２は図１に示した装置の製造工程におい
て、エッチングにより拡散防止膜１２を取り除く前の状
態を示す。拡散防止膜１２には本実施例ではＭｇＯを用
いているが、この他にＳｒＴｉＯ3 、アルミナ、ＬａＡ
ｌＯ3 等の単結晶配向基板であってもよい。この拡散防
止膜をエッチングにより取り除くことによって、図１に
示した空間が設けられる。
て、エッチングにより拡散防止膜１２を取り除く前の状
態を示す。拡散防止膜１２には本実施例ではＭｇＯを用
いているが、この他にＳｒＴｉＯ3 、アルミナ、ＬａＡ
ｌＯ3 等の単結晶配向基板であってもよい。この拡散防
止膜をエッチングにより取り除くことによって、図１に
示した空間が設けられる。
【００１７】図３は別の実施例の強誘電体薄膜装置の断
面図である。２１は基板、２３は中間膜、２４は下部電
極、２５は強誘電体薄膜、２６は上部電極である。基
板、下部電極、強誘電体薄膜及び上部電極の材料は前記
と同様のものが使用できる。中間膜２３には、本実施例
ではＭｇＯを用いているが、この他にＺｒ、Ｃｅ、Ｙ、
Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少
なくとも１つを主成分とする酸化物であってもよい。図
３に示す装置では基板２１と中間層２３との界面に空間
が設けられている。この場合中間層２３の強誘電体薄膜
と接する部分が下部電極として機能する。図３に示す構
成を焦電型赤外センサーに応用すると特に優れた特性が
得られる。
面図である。２１は基板、２３は中間膜、２４は下部電
極、２５は強誘電体薄膜、２６は上部電極である。基
板、下部電極、強誘電体薄膜及び上部電極の材料は前記
と同様のものが使用できる。中間膜２３には、本実施例
ではＭｇＯを用いているが、この他にＺｒ、Ｃｅ、Ｙ、
Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少
なくとも１つを主成分とする酸化物であってもよい。図
３に示す装置では基板２１と中間層２３との界面に空間
が設けられている。この場合中間層２３の強誘電体薄膜
と接する部分が下部電極として機能する。図３に示す構
成を焦電型赤外センサーに応用すると特に優れた特性が
得られる。
【００１８】図４は図３に示した装置の製造工程におい
て、エッチングによりポリＳｉ層２２を取り除く前の状
態を示す。ポリＳｉとは、単結晶Ｓｉに対して多結晶で
ある（結晶方位がランダムである）Ｓｉをいう。単結晶
ＳｉとポリＳｉとでは、エッチングレイトが異なるた
め、空間を設けたい箇所にポリＳｉ層を形成した後選択
的に除去することができる。
て、エッチングによりポリＳｉ層２２を取り除く前の状
態を示す。ポリＳｉとは、単結晶Ｓｉに対して多結晶で
ある（結晶方位がランダムである）Ｓｉをいう。単結晶
ＳｉとポリＳｉとでは、エッチングレイトが異なるた
め、空間を設けたい箇所にポリＳｉ層を形成した後選択
的に除去することができる。
【００１９】以下、具体的実施例を用いて説明する。 （実施例１）図２のように、Ｓｉ基板１１上に（００
１）単結晶ＭｇＯ薄板１２（厚さ５０μｍ）を接着し、
その上に下部電極としてＰｔ薄膜１３（厚さ２００ｎ
ｍ）をスパッタリング法により形成した。次に、強誘電
体薄膜としてＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｔｉ1-x/4 Ｏ3 ；
ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜１４（厚さ１μｍ）を高周波
スパッタリング法により形成し、再びスパッタリング法
により上部電極のＰｔ薄膜１５（厚さ２００ｎｍ）を、
保護膜としてポリイミド膜１６（厚さ３μｍ）をそれぞ
れ形成した。その後、ＭｇＯ薄板１２をエッチングによ
り取り除き、図１のような構造の焦電型赤外センサーを
得た。
１）単結晶ＭｇＯ薄板１２（厚さ５０μｍ）を接着し、
その上に下部電極としてＰｔ薄膜１３（厚さ２００ｎ
ｍ）をスパッタリング法により形成した。次に、強誘電
体薄膜としてＰＬＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｔｉ1-x/4 Ｏ3 ；
ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜１４（厚さ１μｍ）を高周波
スパッタリング法により形成し、再びスパッタリング法
により上部電極のＰｔ薄膜１５（厚さ２００ｎｍ）を、
保護膜としてポリイミド膜１６（厚さ３μｍ）をそれぞ
れ形成した。その後、ＭｇＯ薄板１２をエッチングによ
り取り除き、図１のような構造の焦電型赤外センサーを
得た。
【００２０】一方比較例として、図６の構成の（００
１）Ｓｉ単結晶基板６１上に拡散防止層としてＭｇＯ薄
膜６２（厚さ２００ｎｍ）を作製し、その上に下部電極
としてＰｔ薄膜６３（厚さ２００ｎｍ）、強誘電体薄膜
としてＰＬＴ（ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜６４（厚さ１
μｍ）、上部電極としてＰｔ薄膜６５（厚さ２００ｎ
ｍ）をそれぞれ形成し、薄膜焦電型赤外センサーを得
た。本実施例と比較例の薄膜焦電型赤外センサーにおけ
る電圧感度の違いを（表１）に示す。
１）Ｓｉ単結晶基板６１上に拡散防止層としてＭｇＯ薄
膜６２（厚さ２００ｎｍ）を作製し、その上に下部電極
としてＰｔ薄膜６３（厚さ２００ｎｍ）、強誘電体薄膜
としてＰＬＴ（ｘ＝０．１）ｃ軸配向薄膜６４（厚さ１
μｍ）、上部電極としてＰｔ薄膜６５（厚さ２００ｎ
ｍ）をそれぞれ形成し、薄膜焦電型赤外センサーを得
た。本実施例と比較例の薄膜焦電型赤外センサーにおけ
る電圧感度の違いを（表１）に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】測定に際しては、チョッピング周波数を１
００Ｈｚとした。（表１）から明らかなように、本実施
例の赤外センサーは比較例と比べ電圧感度が約１桁改善
されていることがわかる。
００Ｈｚとした。（表１）から明らかなように、本実施
例の赤外センサーは比較例と比べ電圧感度が約１桁改善
されていることがわかる。
【００２３】以上のように、下部電極と基板の間に空間
を設けることにより、基板への熱拡散が制限され、セン
サーの性能を向上させることができる。また、赤外セン
サーをアレイ化した場合、本実施例の構成をとることに
よりセンサー間の基板を通しての熱拡散が制限されるた
め、アレイ間のクロストークも改善することができる。
本実施例では下部電極と基板の間に空間を設けたが、強
誘電体薄膜と基板の間のどこかに熱拡散を制限する空間
があれば、本実施例の構成に限らず同様の効果が得られ
る。例えば下部電極の下に絶縁層を配置し、その絶縁層
と基板との間に図３に示したような空間を設けてもよ
い。さらに図５に示すように中間膜５３と中間膜５４の
間に空間を設けてもよい。
を設けることにより、基板への熱拡散が制限され、セン
サーの性能を向上させることができる。また、赤外セン
サーをアレイ化した場合、本実施例の構成をとることに
よりセンサー間の基板を通しての熱拡散が制限されるた
め、アレイ間のクロストークも改善することができる。
本実施例では下部電極と基板の間に空間を設けたが、強
誘電体薄膜と基板の間のどこかに熱拡散を制限する空間
があれば、本実施例の構成に限らず同様の効果が得られ
る。例えば下部電極の下に絶縁層を配置し、その絶縁層
と基板との間に図３に示したような空間を設けてもよ
い。さらに図５に示すように中間膜５３と中間膜５４の
間に空間を設けてもよい。
【００２４】（実施例２）図４のように、Ｓｉ単結晶基
板２１上にポリＳｉ層２２（厚さ１μｍ）を介して、拡
散防止層としてＭｇＯ膜２３（厚さ２００ｎｍ）、下部
振動電極としてＰｔ薄膜２４（厚さ２００ｎｍ）、強誘
電体薄膜としてＰＺＴ（ＰｂＺｒx Ｔｉ1- x Ｏ3 ）薄膜
２５（厚さ１０μｍ）、上部振動電極としてＰｔ薄膜２
６（厚さ２００ｎｍ）をそれぞれ形成した。その後、エ
ッチングによりポリＳｉ層２２だけを取り除き、図３の
ような構成を有する強誘電体発振器を得た。
板２１上にポリＳｉ層２２（厚さ１μｍ）を介して、拡
散防止層としてＭｇＯ膜２３（厚さ２００ｎｍ）、下部
振動電極としてＰｔ薄膜２４（厚さ２００ｎｍ）、強誘
電体薄膜としてＰＺＴ（ＰｂＺｒx Ｔｉ1- x Ｏ3 ）薄膜
２５（厚さ１０μｍ）、上部振動電極としてＰｔ薄膜２
６（厚さ２００ｎｍ）をそれぞれ形成した。その後、エ
ッチングによりポリＳｉ層２２だけを取り除き、図３の
ような構成を有する強誘電体発振器を得た。
【００２５】本実施例の強誘電体発振器と比較例として
エッチング前の図４に示す従来の発振器を用いて構成し
た発振器の周波数正確度（周波数偏差を発振周波数で割
った値）の比較を（表２）に示した。
エッチング前の図４に示す従来の発振器を用いて構成し
た発振器の周波数正確度（周波数偏差を発振周波数で割
った値）の比較を（表２）に示した。
【００２６】
【表２】
【００２７】作製した発振器の発振周波数はいずれも１
０ＭＨｚとした。（表２）より明らかなように、本実施
例の発振器の方が、従来例の発振器より周波数正確度が
優れていることがわかる。
０ＭＨｚとした。（表２）より明らかなように、本実施
例の発振器の方が、従来例の発振器より周波数正確度が
優れていることがわかる。
【００２８】以上のように、基板と振動部である薄膜の
間に空間を設けることにより、安定度の高い発振器を構
成することができる。本実施例では拡散防止層と基板の
間に空間を設けたが、強誘電体薄膜と基板の間のどこか
に空間を設ければ、本実施例の構成に限らず同様の効果
が得られる。例えば下部電極の下に絶縁膜を配置し図１
に示すような空間を設けてもよい。さらに図５に示す構
成であってもよい。中間膜が多層存在する場合、そのど
こかの間に空間を設けてもよい。
間に空間を設けることにより、安定度の高い発振器を構
成することができる。本実施例では拡散防止層と基板の
間に空間を設けたが、強誘電体薄膜と基板の間のどこか
に空間を設ければ、本実施例の構成に限らず同様の効果
が得られる。例えば下部電極の下に絶縁膜を配置し図１
に示すような空間を設けてもよい。さらに図５に示す構
成であってもよい。中間膜が多層存在する場合、そのど
こかの間に空間を設けてもよい。
【００２９】上記実施例の構成は、焦電型赤外センサ
ー、強誘電体発振器のほかに、弾性表面波（ＳＡＷ）フ
ィルター等にも応用することができる。
ー、強誘電体発振器のほかに、弾性表面波（ＳＡＷ）フ
ィルター等にも応用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明した通り、前記本発明の強誘電
体薄膜装置によれば、基板とその基板上に設けられた一
対の電極、及び前記電極間に存在する強誘電体薄膜を少
なくとも備えた強誘電体薄膜装置であって、前記基板上
に作製した強誘電体薄膜の基板側の面の少なくとも一部
と基板との間に空間を設けたので、強誘電体薄膜から基
板への熱伝導や熱膨張の影響が制限され、強誘電体薄膜
の特性を基板に影響されることなく引き出すことが出来
る強誘電体薄膜装置を提供できる。また、基板そのもの
をエッチングで取り除く方法と違い、デバイス化する際
に基板や電荷取り出し線等にボンディングする必要がな
く、半導体等の基板上に直接作製することができるの
で、効率的に製造することができる。さらにボンディン
グのない一体構造であるので、装置の小型化・アレイ化
・高感度化が可能となる。
体薄膜装置によれば、基板とその基板上に設けられた一
対の電極、及び前記電極間に存在する強誘電体薄膜を少
なくとも備えた強誘電体薄膜装置であって、前記基板上
に作製した強誘電体薄膜の基板側の面の少なくとも一部
と基板との間に空間を設けたので、強誘電体薄膜から基
板への熱伝導や熱膨張の影響が制限され、強誘電体薄膜
の特性を基板に影響されることなく引き出すことが出来
る強誘電体薄膜装置を提供できる。また、基板そのもの
をエッチングで取り除く方法と違い、デバイス化する際
に基板や電荷取り出し線等にボンディングする必要がな
く、半導体等の基板上に直接作製することができるの
で、効率的に製造することができる。さらにボンディン
グのない一体構造であるので、装置の小型化・アレイ化
・高感度化が可能となる。
【００３１】基板と強誘電体薄膜の間に少なくとも１つ
の中間層薄膜を具備し、前記薄膜及び基板の界面のうち
少なくとも１つの界面の、一部または全部に空間を設け
ると、同様に強誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨張
の影響が制限され、優れた強誘電体薄膜装置を達成でき
る。
の中間層薄膜を具備し、前記薄膜及び基板の界面のうち
少なくとも１つの界面の、一部または全部に空間を設け
ると、同様に強誘電体薄膜から基板への熱伝導や熱膨張
の影響が制限され、優れた強誘電体薄膜装置を達成でき
る。
【００３２】また中間層薄膜のうち強誘電体薄膜と接す
る中間層薄膜が、強誘電体薄膜の下部電極であると、焦
電型赤外センサーや発振器のような装置に応用するのに
都合がよい。
る中間層薄膜が、強誘電体薄膜の下部電極であると、焦
電型赤外センサーや発振器のような装置に応用するのに
都合がよい。
【００３３】また強誘電体薄膜が、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｌａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なく
とも１つを主成分とする酸化物であると、優れた強誘電
体薄膜装置を達成できる。
Ｌａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なく
とも１つを主成分とする酸化物であると、優れた強誘電
体薄膜装置を達成できる。
【００３４】また中間層が、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｔ
ｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少な
くとも１つを主成分とする酸化物であると、基板に電極
材を作製する際の拡散防止膜として都合がよい。
ｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少な
くとも１つを主成分とする酸化物であると、基板に電極
材を作製する際の拡散防止膜として都合がよい。
【図１】本発明の実施例１における強誘電体薄膜装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】実施例１の強誘電体薄膜装置のエッチングする
前の状態を示す断面図である。
前の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２における強誘電体薄膜装置の
断面図である。
断面図である。
【図４】実施例２の強誘電体薄膜装置のエッチングする
前の状態を示す断面図である。
前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例における強誘電体薄膜装置の
断面図である。
断面図である。
【図６】従来例の焦電型赤外線センサーの断面図であ
る。
る。
１１、２１、５１、６１ Ｓｉ基板 １２ ＭｇＯ薄板 １３、２４、５４、６３ 下部Ｐｔ電極 １４、２５、５５、６４ 強誘電体薄膜 １５、２６、５６、６５ 上部Ｐｔ電極 １６ ポリイミド膜 ２２ ポリＳｉ層 ２３、６２ ＭｇＯ膜 ５２、５３ 中間層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 9/17 Ｆ 9/25 Ａ 7259−5Ｊ
Claims (5)
- 【請求項１】 基板とその基板上に設けられた一対の電
極、及び前記電極間に存在する強誘電体薄膜を少なくと
も備えた強誘電体薄膜装置において、前記基板上に作製
した強誘電体薄膜の基板側の面の少なくとも一部と基板
との間に空間を設けたことを特徴とする強誘電体薄膜装
置。 - 【請求項２】 基板と強誘電体薄膜の間に少なくとも１
つの中間層薄膜を具備し、前記中間層薄膜及び基板の界
面のうち少なくとも１つの界面の、一部または全部に空
間を設けた請求項１に記載の強誘電体薄膜装置。 - 【請求項３】 中間層薄膜のうち強誘電体薄膜と接する
中間層薄膜が、強誘電体薄膜の下部電極である請求項２
に記載の強誘電体薄膜装置。 - 【請求項４】 強誘電体薄膜が、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌ
ａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｔａ、及びＮｂから選ばれる少なくと
も１つを主成分とする酸化物である請求項１に記載の強
誘電体薄膜装置。 - 【請求項５】 中間層が、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｔ
ｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる少な
くとも１つを主成分とする酸化物である請求項２に記載
の強誘電体薄膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6208475A JPH0878735A (ja) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | 強誘電体薄膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6208475A JPH0878735A (ja) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | 強誘電体薄膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878735A true JPH0878735A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16556793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6208475A Pending JPH0878735A (ja) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | 強誘電体薄膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878735A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11312945A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-09 | Tdk Corp | 圧電部品 |
| JP2002175081A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Agere Systems Guardian Corp | 円柱構造を有する増加帯域幅薄膜共振器 |
| JP2003110160A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体素子およびそれを用いたアクチュエータ、インクジェットヘッドならびにインクジェット記録装置 |
| US7671427B2 (en) | 2003-05-22 | 2010-03-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing film bulk acoustic resonator using internal stress of metallic film and resonator manufactured thereby |
| US8729614B2 (en) | 2010-06-29 | 2014-05-20 | Sungkyunkwan University Foundation For Corporate Collaboration | Flexible ferroelectric memory device and manufacturing method for the same |
| WO2014080577A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | パナソニック株式会社 | 赤外線検出装置 |
-
1994
- 1994-09-01 JP JP6208475A patent/JPH0878735A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11312945A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-09 | Tdk Corp | 圧電部品 |
| JP2002175081A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Agere Systems Guardian Corp | 円柱構造を有する増加帯域幅薄膜共振器 |
| JP2003110160A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体素子およびそれを用いたアクチュエータ、インクジェットヘッドならびにインクジェット記録装置 |
| US7671427B2 (en) | 2003-05-22 | 2010-03-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing film bulk acoustic resonator using internal stress of metallic film and resonator manufactured thereby |
| US7939356B2 (en) | 2003-05-22 | 2011-05-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing film bulk acoustic resonator using internal stress of metallic film and resonator manufactured thereby |
| US8729614B2 (en) | 2010-06-29 | 2014-05-20 | Sungkyunkwan University Foundation For Corporate Collaboration | Flexible ferroelectric memory device and manufacturing method for the same |
| WO2014080577A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | パナソニック株式会社 | 赤外線検出装置 |
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|
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