JPH03257100A - 配向性結晶膜 - Google Patents
配向性結晶膜Info
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- JPH03257100A JPH03257100A JP2055825A JP5582590A JPH03257100A JP H03257100 A JPH03257100 A JP H03257100A JP 2055825 A JP2055825 A JP 2055825A JP 5582590 A JP5582590 A JP 5582590A JP H03257100 A JPH03257100 A JP H03257100A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば電気光学的、音響光学的分野等に利
用されるものであって、ニオブ酸バリウムストロンチウ
ムから成り、その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。
用されるものであって、ニオブ酸バリウムストロンチウ
ムから成り、その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。
〔従来の技術］
ニオブ酸バリウムストロンチウムの単結晶は、電気光学
効果、音響光学効果、非線形光学結晶として優れ、特に
Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｃ１＋系セラミツクス並みの焦電特
性を有し、赤外線センサ等への応用が可能である。
効果、音響光学効果、非線形光学結晶として優れ、特に
Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｃ１＋系セラミツクス並みの焦電特
性を有し、赤外線センサ等への応用が可能である。
しかしながら、この単結晶を作成するときクラックが入
りやすく、また大きな単結晶の形成が困難なため、これ
まではこの単結晶を十分に活用できていなかった。
りやすく、また大きな単結晶の形成が困難なため、これ
まではこの単結晶を十分に活用できていなかった。
そこで、スパッタリング法等の薄膜形成技術を用いてニ
オブ酸バリウムストロンチウムの配向膜を作成し、この
特性を利用することを種々状みて来たが、これまでのニ
オブ酸バリウムストロンチウムの配向膜は、Ｃ軸が基板
に対して垂直に優先配向しておらず、かつ結晶の欠陥や
歪が多く、しかも白濁した失透性（透明性を失うこと）
の膜になりやすいという問題があワた。
オブ酸バリウムストロンチウムの配向膜を作成し、この
特性を利用することを種々状みて来たが、これまでのニ
オブ酸バリウムストロンチウムの配向膜は、Ｃ軸が基板
に対して垂直に優先配向しておらず、かつ結晶の欠陥や
歪が多く、しかも白濁した失透性（透明性を失うこと）
の膜になりやすいという問題があワた。
そこでこの発明は、ニオブ酸バリウムストロンチウムか
ら成る配向性結晶膜であって、そのＣ軸が基板に対して
垂直に優先配向しており、かつ結晶の欠陥や歪が少なく
、しかも失透のない配向性結晶膜を提供することを主た
る目的とする。
ら成る配向性結晶膜であって、そのＣ軸が基板に対して
垂直に優先配向しており、かつ結晶の欠陥や歪が少なく
、しかも失透のない配向性結晶膜を提供することを主た
る目的とする。
この発明は、基板の上に形成された結晶性のニオブ酸バ
リウムストロンチウムから成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ストロンチウム
に対して銅が０．１〜１０゜０原子％含有されており、
その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。
リウムストロンチウムから成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ストロンチウム
に対して銅が０．１〜１０゜０原子％含有されており、
その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。
この配向性結晶膜が形成される基板としては、例えば、
単結晶、結晶化ガラス等の多結晶体基板、更にはガラス
等のアモルファス基板等を用いることができる。
単結晶、結晶化ガラス等の多結晶体基板、更にはガラス
等のアモルファス基板等を用いることができる。
この発明に係る配向性結晶膜の形成方法としては、例え
ばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンブレーティン
グ法、イオンクラスター法、ＣＶＤ法等の様々な薄膜形
成技術が利用できるが、この実施例ではスパッタリング
法で形成した例に従って説明する。
ばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンブレーティン
グ法、イオンクラスター法、ＣＶＤ法等の様々な薄膜形
成技術が利用できるが、この実施例ではスパッタリング
法で形成した例に従って説明する。
薄膜の形成に先立ち、まずターゲットの作成を行った。
ニオブ酸バリウムストロンチウムの構成原料としては、
Ｓ ｒ Ｎ ｂ ２０ ｂを６０モル％とＢａＮ１ｇ０
６を４０モル％の組成比で混合し、これにＣｕｚＯをＣ
ｕ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℃、３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
の整粒粉末をｌｔ。
Ｓ ｒ Ｎ ｂ ２０ ｂを６０モル％とＢａＮ１ｇ０
６を４０モル％の組成比で混合し、これにＣｕｚＯをＣ
ｕ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℃、３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
の整粒粉末をｌｔ。
Ｈ／ｃｍ”の圧力で直径１００ｍｍ、厚み５ｍｍの円板
に成形した。この円板を１３２５°Ｃで４時間焼成し、
ターゲットを作成した。
に成形した。この円板を１３２５°Ｃで４時間焼成し、
ターゲットを作成した。
次いで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った。
ッタリング装置で薄膜の形成を行った。
薄膜の形成条件は下記のとおりである。
スパッタガス流量・・・Ａｒ：１２ｃｃ／分、Ｏｚ：２
Ｂｃｃ／分 スパッタ中のガス圧・・・ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ高周波
印加電力・・・２００Ｗ （周波数１３．５６ＭＨｚ） 基板温度・・・６５０°Ｃ 基板とターゲット間の距離・・・１２５ｍｍ基板には、
結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、Ｓｉ単結晶上に５ｉ
Ｏｚ層を１μｍの厚みに形成したものを用い、この表面
にＣｕを含有するニオブ酸バリウムストロンチウムから
成る薄膜を形成したが、いずれも良く配向した。
Ｂｃｃ／分 スパッタ中のガス圧・・・ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ高周波
印加電力・・・２００Ｗ （周波数１３．５６ＭＨｚ） 基板温度・・・６５０°Ｃ 基板とターゲット間の距離・・・１２５ｍｍ基板には、
結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、Ｓｉ単結晶上に５ｉ
Ｏｚ層を１μｍの厚みに形成したものを用い、この表面
にＣｕを含有するニオブ酸バリウムストロンチウムから
成る薄膜を形成したが、いずれも良く配向した。
第１表に、ニオブ酸バリウムストロンチウムに対するＣ
ｕＯ量を変化させたときの配向度、半値幅、電気抵抗、
ターゲットの焼結密度および膜の透明性を示す。
ｕＯ量を変化させたときの配向度、半値幅、電気抵抗、
ターゲットの焼結密度および膜の透明性を示す。
（以下余白）
第１表において、配向度は、ＣｕＫα線によるＸ線回折
図形から、ニオブ酸バリウムストロンチウムに相当する
全ピークの強度の合計に対するＣ軸相当面のピーク強度
の合計に対する割合を％で表示したものである。
図形から、ニオブ酸バリウムストロンチウムに相当する
全ピークの強度の合計に対するＣ軸相当面のピーク強度
の合計に対する割合を％で表示したものである。
半値幅は、（００２）の回折ピーク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
得られたことを示している。
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
得られたことを示している。
電気抵抗は、結晶化ガラス上にＴｉ５００人、ＮｉｌＯ
ＯＯ人、Ａｕ２０００人の下部電極を形成し、その上に
ニオブ酸バリウムストロンチウムの結晶膜を形成し、上
部電極をＴｉ５００人、Ａｕ２０００人に形成した平行
平板型で直流１０Ｖを印加して測定した。
ＯＯ人、Ａｕ２０００人の下部電極を形成し、その上に
ニオブ酸バリウムストロンチウムの結晶膜を形成し、上
部電極をＴｉ５００人、Ａｕ２０００人に形成した平行
平板型で直流１０Ｖを印加して測定した。
Ｃｕを添加すると、スパッタに用いるターゲットの焼結
密度が上昇し、良質のターゲットが得やすくなる。
密度が上昇し、良質のターゲットが得やすくなる。
ニオブ酸バリウムストロンチウムの膜の色は透明である
が、Ｃｕの添加が少ないと結晶粒の成長が大で白く濁っ
て見え失透する傾向があるが、Ｃｕを添加すると透明に
なって行く。多量にＣｕを入れると、ＣｕＯのため黒色
を示すようになる。
が、Ｃｕの添加が少ないと結晶粒の成長が大で白く濁っ
て見え失透する傾向があるが、Ｃｕを添加すると透明に
なって行く。多量にＣｕを入れると、ＣｕＯのため黒色
を示すようになる。
上記第１表からも分るように、Ｃｕが０．１原子％未満
だと、配向度、半値幅、ターゲットの焼結密度および膜
の透明性について改善効果が見られず、一方１０．０原
子％を超えると、配向度および電気抵抗が低下し、膜の
色が黒くなる。従って、Ｃｕの含有率は、０．１原子％
以上で１０゜０原子％以下が好ましい。
だと、配向度、半値幅、ターゲットの焼結密度および膜
の透明性について改善効果が見られず、一方１０．０原
子％を超えると、配向度および電気抵抗が低下し、膜の
色が黒くなる。従って、Ｃｕの含有率は、０．１原子％
以上で１０゜０原子％以下が好ましい。
第１図に、ニオブ酸バリウムストロンチウムにＣｕを１
．５原子％添加した配向性結晶膜のＸ線回折図形を示す
。この膜は、Ｓｔ単結晶の（１１１）面に熱酸化でＳｉ
Ｏ□を１μｍの厚みに形成した基板上に形成したもので
ある。（００１）、（００２）面が検出され、Ｃ軸が基
板に対して垂直に配向していることを示している。
．５原子％添加した配向性結晶膜のＸ線回折図形を示す
。この膜は、Ｓｔ単結晶の（１１１）面に熱酸化でＳｉ
Ｏ□を１μｍの厚みに形成した基板上に形成したもので
ある。（００１）、（００２）面が検出され、Ｃ軸が基
板に対して垂直に配向していることを示している。
第２図に、配向性結晶膜をＡｒで３０秒間ボンバード（
エツチング）したときのボンバード前後のＸＰＳ （Ｘ
線光電子分光法）の図形を示す。同図（Ａ）はＣｕ無添
加のものを、同図（Ｂ）はＣｕ添加のものを示す。Ｃｕ
を添加したものは、ボンバード前後でパターンの変化が
少なく、つまりニオブと酸素の解離が少なく、膜として
も強いことが分る。
エツチング）したときのボンバード前後のＸＰＳ （Ｘ
線光電子分光法）の図形を示す。同図（Ａ）はＣｕ無添
加のものを、同図（Ｂ）はＣｕ添加のものを示す。Ｃｕ
を添加したものは、ボンバード前後でパターンの変化が
少なく、つまりニオブと酸素の解離が少なく、膜として
も強いことが分る。
以上のようにこの発明に係る配向性結晶膜は、ニオブ酸
バリウムストロンチウムから成るものであって、そのＣ
軸が基板に対して垂直に優先配向しており、かつ結晶の
欠陥や歪が少なく、しかも失透のない膜となる。
バリウムストロンチウムから成るものであって、そのＣ
軸が基板に対して垂直に優先配向しており、かつ結晶の
欠陥や歪が少なく、しかも失透のない膜となる。
また、この発明に係る配向性結晶膜は、例えば、単結晶
、結晶化ガラス等の多結晶体基板、更にはアモルファス
基板等の上にも容易に形成することができるので、赤外
線センサへの応用は勿論のこと、その他様々な電気光学
的、音響光学的分野に応用することができ、利用価値の
高いものとなる。
、結晶化ガラス等の多結晶体基板、更にはアモルファス
基板等の上にも容易に形成することができるので、赤外
線センサへの応用は勿論のこと、その他様々な電気光学
的、音響光学的分野に応用することができ、利用価値の
高いものとなる。
更に、この発明に係る配向性結晶膜は、スパッタリング
法のみならず、真空蒸着法、イオンブレーティング法、
イオンクラスター法、ＣＶＤ法等の様々な薄膜形成技術
で形成することができる点でも有用である。
法のみならず、真空蒸着法、イオンブレーティング法、
イオンクラスター法、ＣＶＤ法等の様々な薄膜形成技術
で形成すること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銅を含むニオブ
酸バリウムストロンチウムから成る薄膜のＸ線回折図形
である。第２図は、Ｘ線光電子分光法により、エツチン
グ前後のニオブ酸バリウムストロンチウムのニオブと酸
素の結合状態を調べた結果の一例を示す図形であり、（
Ａ）は銅が無添加のものを、（Ｂ）は銅を添加したもの
を示す。
酸バリウムストロンチウムから成る薄膜のＸ線回折図形
である。第２図は、Ｘ線光電子分光法により、エツチン
グ前後のニオブ酸バリウムストロンチウムのニオブと酸
素の結合状態を調べた結果の一例を示す図形であり、（
Ａ）は銅が無添加のものを、（Ｂ）は銅を添加したもの
を示す。
Claims (1)
- （１）基板の上に形成された結晶性のニオブ酸バリウム
ストロンチウムから成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ストロンチウムに対し
て銅が０．１〜１０．０原子％含有されており、その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 |
|---|---|---|---|
| JP2055825A JPH0788273B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 配向性結晶膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055825A JPH0788273B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 配向性結晶膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257100A true JPH03257100A (ja) | 1991-11-15 |
| JPH0788273B2 JPH0788273B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=13009740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055825A Expired - Fee Related JPH0788273B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 配向性結晶膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788273B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2055825A patent/JPH0788273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788273B2 (ja) | 1995-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |