JPH085757B2 - 配向性結晶膜 - Google Patents
配向性結晶膜Info
- Publication number
- JPH085757B2 JPH085757B2 JP1183468A JP18346889A JPH085757B2 JP H085757 B2 JPH085757 B2 JP H085757B2 JP 1183468 A JP1183468 A JP 1183468A JP 18346889 A JP18346889 A JP 18346889A JP H085757 B2 JPH085757 B2 JP H085757B2
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- Japan
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- substrate
- oriented
- crystal film
- oriented crystal
- niobate
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はニオブ酸バリウムナトリウムからなる配向
性結晶膜に関し、ｃ軸が基板に対して垂直に配向してい
る配向性結晶膜に関するものである。
性結晶膜に関し、ｃ軸が基板に対して垂直に配向してい
る配向性結晶膜に関するものである。
（従来の技術） ニオブ酸バリウムナトリウムからなる配向性結晶膜は
屈折率が高く、可視領域での光の透過性が良好で光導波
路として有用である。
屈折率が高く、可視領域での光の透過性が良好で光導波
路として有用である。
また、この配向性結晶膜に圧電性を付与することによ
り、光スイッチなどの光集積回路への応用も期待されて
いる。
り、光スイッチなどの光集積回路への応用も期待されて
いる。
（従来技術の問題） このニオブ酸バリウムナトリウムからなる薄膜を形成
するには、一般的にスパッタリング法が用いられるが、
この方法で形成された優先配向したニオブ酸バリウムナ
トリウムの薄膜そのものは内部応力が大きいため、基板
から剥離したり、膜そのものに亀裂が入るという欠陥が
発生しやすかった。
するには、一般的にスパッタリング法が用いられるが、
この方法で形成された優先配向したニオブ酸バリウムナ
トリウムの薄膜そのものは内部応力が大きいため、基板
から剥離したり、膜そのものに亀裂が入るという欠陥が
発生しやすかった。
（この発明の目的） この発明は、ニオブ酸バリウムナトリウムに添加物を
加えることにより、ｃ軸が基板に対して垂直に配向し、
しかも膜自体の応力が少なく、基板から剥離しにくい配
向性結晶膜を提供することを目的とする。
加えることにより、ｃ軸が基板に対して垂直に配向し、
しかも膜自体の応力が少なく、基板から剥離しにくい配
向性結晶膜を提供することを目的とする。
（発明の構成） この発明は、基板の上に形成された結晶性のニオブ酸
バリウムナトリウムを主成分とする配向性結晶膜であっ
て、当該配向性結晶膜にはニオブ酸バリウムナトリウム
に対してランタンが0.01〜20.0原子％含有されており、
かつ当該配向性結晶膜のｃ軸が前記基板に対して垂直に
配向していることを特徴とする配向性結晶膜である。
バリウムナトリウムを主成分とする配向性結晶膜であっ
て、当該配向性結晶膜にはニオブ酸バリウムナトリウム
に対してランタンが0.01〜20.0原子％含有されており、
かつ当該配向性結晶膜のｃ軸が前記基板に対して垂直に
配向していることを特徴とする配向性結晶膜である。
また、この配向性結晶膜が形成される基板としては、
単結晶や、結晶化ガラス、ステンレス、エリンバなどの
恒弾性鋼などの多結晶体基板、あるいはガラスなどのア
モルファス基板が用いられる。
単結晶や、結晶化ガラス、ステンレス、エリンバなどの
恒弾性鋼などの多結晶体基板、あるいはガラスなどのア
モルファス基板が用いられる。
（実施例） 以下に、この発明を実施例にしたがって説明する。
この発明にかかる配向性結晶膜の形成方法としては、
スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング
法、イオンクラスター法、CVD法などがあるが、この実
施例ではスパッタリング法で形成した例にしたがって説
明する。
スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング
法、イオンクラスター法、CVD法などがあるが、この実
施例ではスパッタリング法で形成した例にしたがって説
明する。
薄膜の形成に先立ち、まずターゲツトの作成を行なっ
た。
た。
ニオブ酸バリウムナトリウムの構成原料としては、Na
2CO37.2モル％、BaCO342.2モル％、Nb2O550.6モル％か
らなる組成比とし、これにLa2O3をLaに換算して第１表
の割合で添加した混合原料を準備した。この混合原料を
1250℃、24時間の条件で仮焼した。この仮焼原料を粉砕
し、有機バインダであるポリビニルアルコールを５重量
％加えて混合し、整粒した。こと整粒粉末を圧力1ton/c
m2で成形し、大きさが直径100mm、厚み7mmの円板とし
た。この円板を1325℃で４時間焼成し、ターゲットを作
成した。このターゲツトはタングステンブロンズ構造で
あることがＸ線回折により確認された。
2CO37.2モル％、BaCO342.2モル％、Nb2O550.6モル％か
らなる組成比とし、これにLa2O3をLaに換算して第１表
の割合で添加した混合原料を準備した。この混合原料を
1250℃、24時間の条件で仮焼した。この仮焼原料を粉砕
し、有機バインダであるポリビニルアルコールを５重量
％加えて混合し、整粒した。こと整粒粉末を圧力1ton/c
m2で成形し、大きさが直径100mm、厚み7mmの円板とし
た。この円板を1325℃で４時間焼成し、ターゲットを作
成した。このターゲツトはタングステンブロンズ構造で
あることがＸ線回折により確認された。
次に、このターゲットを用い、高周波マグネトロンス
パッタリング装置で薄膜の形成を行なった。
パッタリング装置で薄膜の形成を行なった。
薄膜の形成条件は下表に示す通りであった。
スパッタリングガス流量 Ar:12cc/分、O2:28cc/分 スパッタリング中のガス圧 １×10-2Torr 高周波印加電圧 200W（周波数:13.56MHz） 基板温度 650℃ 基板とターゲット間距離 125mm 基板としてSiウェハの（111）面の上に熱酸化によりS
iO2を１μｍの厚みに形成したものを用い、Laを含有す
るニオブ酸バリウムナトリウムからなる薄膜を得た。
iO2を１μｍの厚みに形成したものを用い、Laを含有す
るニオブ酸バリウムナトリウムからなる薄膜を得た。
第１表には、ニオブ酸バリウムナトリウムに対するLa
の量を変化させたときの配向度、半値幅、電気抵抗、タ
ーゲツトの焼結密度、薄膜の剥がれ率を示した。
の量を変化させたときの配向度、半値幅、電気抵抗、タ
ーゲツトの焼結密度、薄膜の剥がれ率を示した。
第１表において、配向度はCu Kα線によるＸ線回折分
析でニオブ酸バリウムナトリウムの全ピーク強度の和に
対するｃ軸面のピーク強度の割合を％で表したものであ
る。
析でニオブ酸バリウムナトリウムの全ピーク強度の和に
対するｃ軸面のピーク強度の割合を％で表したものであ
る。
また、半値幅は、（004）の回折ピークについてピー
ク値の半分の高さの回折線の幅を２θの角度で表現した
もので、半値幅が小さいほど結晶の欠陥や歪が少ないこ
とを示し、良質な薄膜が得られていることを意味してい
る。
ク値の半分の高さの回折線の幅を２θの角度で表現した
もので、半値幅が小さいほど結晶の欠陥や歪が少ないこ
とを示し、良質な薄膜が得られていることを意味してい
る。
また、薄膜の剥がれ率は50mm×50mm×0.2mmの大きさ
からなるエリンバの基板に、4mm×4mmの角形の孔を碁盤
目状に49個有するステンレス製のマスクを配置し、エリ
ンバの基板の上にニオブ酸バリウムナトリウムの薄膜を
形成し、49個のうちニオブ酸バリウムナトリウムの薄膜
が基板から剥がれたときの個数の割合を％で表したもの
である。
からなるエリンバの基板に、4mm×4mmの角形の孔を碁盤
目状に49個有するステンレス製のマスクを配置し、エリ
ンバの基板の上にニオブ酸バリウムナトリウムの薄膜を
形成し、49個のうちニオブ酸バリウムナトリウムの薄膜
が基板から剥がれたときの個数の割合を％で表したもの
である。
第１図はLa量が５原子％の薄膜についてのＸ線回折分
析図であり、ｃ軸が基板に対して垂直に配向したときに
現れる（002）面、（004）面が検出されている。
析図であり、ｃ軸が基板に対して垂直に配向したときに
現れる（002）面、（004）面が検出されている。
上記した第１表から明らかなように、ニオブ酸バリウ
ムナトリウムに対してLaが0.01〜20.0原子％の範囲で、
基板に対してｃ軸が垂直に優先配向しており、かつ基板
から剥がれにくい配向性結晶膜が得られている。
ムナトリウムに対してLaが0.01〜20.0原子％の範囲で、
基板に対してｃ軸が垂直に優先配向しており、かつ基板
から剥がれにくい配向性結晶膜が得られている。
ここで、La量をニオブ酸バリウムナトリウムに対して
0.01〜20.0原子％の範囲に限定した理由は、0.01原子％
未満では半値幅、焼結密度、薄膜の剥がれ率について改
善効果がみられず、一方20.0原子％を超えると電気抵抗
が低下し、配向性も低下するからである。
0.01〜20.0原子％の範囲に限定した理由は、0.01原子％
未満では半値幅、焼結密度、薄膜の剥がれ率について改
善効果がみられず、一方20.0原子％を超えると電気抵抗
が低下し、配向性も低下するからである。
（効果） 以上のようにこの発明によれば、ニオブ酸バリウムナ
トリウムに対してランタンを0.01〜20.0原子％含有させ
たことにより、膜の内部応力が少なくて基板から剥離し
にくく、しかも配向度および電気抵抗の高い配向性結晶
膜を実現することができる。
トリウムに対してランタンを0.01〜20.0原子％含有させ
たことにより、膜の内部応力が少なくて基板から剥離し
にくく、しかも配向度および電気抵抗の高い配向性結晶
膜を実現することができる。
また、ニオブ酸バリウムナトリウムにおいて圧電性の
ある結晶軸はｃ軸であり、ニオブ酸バリウムナトリウム
膜がｃ軸方向に配向していなければ、分域構造を固定で
きなくなって圧電性が低下するけれども、この発明の配
向性結晶膜は、そのｃ軸が基板に対して垂直に配向して
おり、しかもその配向度が上記のように高いので、圧電
性が非常に高い。
ある結晶軸はｃ軸であり、ニオブ酸バリウムナトリウム
膜がｃ軸方向に配向していなければ、分域構造を固定で
きなくなって圧電性が低下するけれども、この発明の配
向性結晶膜は、そのｃ軸が基板に対して垂直に配向して
おり、しかもその配向度が上記のように高いので、圧電
性が非常に高い。
また、ニオブ酸バリウムナトリウム膜を例えば表面波
励起を利用した表面波フィルタに使用する場合、ニオブ
酸バリウムナトリウム膜のｃ軸が一方向に配向していな
ければ、膜を伝播する表面波は分域構造で乱反射するの
で損失が大きくなるけれども、この発明の配向性結晶膜
は、そのｃ軸が基板に対して垂直に配向しており、しか
もその配向度が上記のように高いので、表面波の損失が
少なく、従って表面波励起を利用した表面波フィルタ等
にも効果的に使用することができる。
励起を利用した表面波フィルタに使用する場合、ニオブ
酸バリウムナトリウム膜のｃ軸が一方向に配向していな
ければ、膜を伝播する表面波は分域構造で乱反射するの
で損失が大きくなるけれども、この発明の配向性結晶膜
は、そのｃ軸が基板に対して垂直に配向しており、しか
もその配向度が上記のように高いので、表面波の損失が
少なく、従って表面波励起を利用した表面波フィルタ等
にも効果的に使用することができる。
また、この発明によればステンレス、恒弾性鋼、結晶
化ガラスといった多結晶体の上に形成できるほか、単結
晶やアモルファス基板の上にも形成することができるも
のであり、工業的な利用価値の高いものである。
化ガラスといった多結晶体の上に形成できるほか、単結
晶やアモルファス基板の上にも形成することができるも
のであり、工業的な利用価値の高いものである。
さらに、この発明によればスパッタリング法のみなら
ず、そのほかの薄膜形成技術である真空蒸着法、イオン
プレーティング法、イオンクラスター法、CVD法などの
薄膜形成ができる点でも有用である。
ず、そのほかの薄膜形成技術である真空蒸着法、イオン
プレーティング法、イオンクラスター法、CVD法などの
薄膜形成ができる点でも有用である。
第１図はこの発明の実施例で得られたランタンを含むニ
オブ酸バリウムナトリウムからなる薄膜のＸ線回折分析
図である。
オブ酸バリウムナトリウムからなる薄膜のＸ線回折分析
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】基板の上に形成された結晶性のニオブ酸バ
リウムナトリウムを主成分とする配向性結晶膜であっ
て、当該配向性結晶膜にはニオブ酸バリウムナトリウム
に対してランタンが0.01〜20.0原子％含有されており、
かつ当該配向性結晶膜のｃ軸が前記基板に対して垂直に
配向していることを特徴とする配向性結晶膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1183468A JPH085757B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 配向性結晶膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1183468A JPH085757B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 配向性結晶膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350197A JPH0350197A (ja) | 1991-03-04 |
| JPH085757B2 true JPH085757B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=16136322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1183468A Expired - Fee Related JPH085757B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 配向性結晶膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085757B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4569491B2 (ja) * | 1998-09-28 | 2010-10-27 | 日産自動車株式会社 | 圧電材アクチュエータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083799A (ja) * | 1973-11-21 | 1975-07-07 |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1183468A patent/JPH085757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350197A (ja) | 1991-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |