JPS58186105A - 強誘電体薄膜素子 - Google Patents
強誘電体薄膜素子Info
- Publication number
- JPS58186105A JPS58186105A JP57070047A JP7004782A JPS58186105A JP S58186105 A JPS58186105 A JP S58186105A JP 57070047 A JP57070047 A JP 57070047A JP 7004782 A JP7004782 A JP 7004782A JP S58186105 A JPS58186105 A JP S58186105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- ferrodielectric
- single crystal
- ferroelectric
- lead titanate
- 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.)
- Granted
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強誘電体薄膜および強誘電体素子に関するもの
である。
である。
強誘電体化合物は、その圧電性を利用して、圧電フィル
タや振動子など電気部品に広く使われている。また、電
気光学効果を利用したレーザの変調素子や光シャッタに
も応用されており、強誘電体化合物の実用面の応用範囲
は広い。
タや振動子など電気部品に広く使われている。また、電
気光学効果を利用したレーザの変調素子や光シャッタに
も応用されており、強誘電体化合物の実用面の応用範囲
は広い。
強誘電体化合物の素体としては、単結晶の作製が一般に
は困難であり、またそれかり能であっても高価なものが
多く、チタン酸バリウム圧電磁器やＰＺＴ磁器、ＰＬＺ
Ｔ磁器にみられるように磁器として使用される場合が多
い。しかし、磁器においては粒子の結晶方向が無秩序で
あり、本来単結晶の持っている強誘電的特性の有用性が
減少する。光変調素子や光シャッタとして使用する場合
には、素体が透明であることが必要である。物質そのも
のは透明であっても、磁器にした場合、ＰＬＺＴ磁器や
ごく一部の組成物以外の強誘電体物質は不透明となるの
で、電気光学動素子としては単結晶であることが望まれ
る。
は困難であり、またそれかり能であっても高価なものが
多く、チタン酸バリウム圧電磁器やＰＺＴ磁器、ＰＬＺ
Ｔ磁器にみられるように磁器として使用される場合が多
い。しかし、磁器においては粒子の結晶方向が無秩序で
あり、本来単結晶の持っている強誘電的特性の有用性が
減少する。光変調素子や光シャッタとして使用する場合
には、素体が透明であることが必要である。物質そのも
のは透明であっても、磁器にした場合、ＰＬＺＴ磁器や
ごく一部の組成物以外の強誘電体物質は不透明となるの
で、電気光学動素子としては単結晶であることが望まれ
る。
強誘電体としては１００種類以上のものが発見されてお
り、単結晶での電気的、光学的特性がよいにもかかわら
ず、単結晶の作製が困難であったり、単結晶が潮解性を
持ち不安定であったりして、光変調素子として使用され
るものはごく一部にすぎない。
り、単結晶での電気的、光学的特性がよいにもかかわら
ず、単結晶の作製が困難であったり、単結晶が潮解性を
持ち不安定であったりして、光変調素子として使用され
るものはごく一部にすぎない。
一方、強誘電体素子の構造の而から見ると最近の光通信
技術の進歩にともなって光集積回路（ＩＣ）用の光変調
素子や光スィッチにするために薄膜化した強誘電体が望
まれている。強誘電体は本質的に光学的に非等方的であ
り、多結晶化すると粒子間の界面で光散乱するので、光
導波回路として使用するためには、薄膜を単結晶化゛す
ることが望ましい。チタン酸鉛は実用的にみてすぐれた
強誘電的性質を有する物質で、実際に強誘電体磁器とし
て高周波用フィルタや焦電効果素子として広く使用され
ている。
技術の進歩にともなって光集積回路（ＩＣ）用の光変調
素子や光スィッチにするために薄膜化した強誘電体が望
まれている。強誘電体は本質的に光学的に非等方的であ
り、多結晶化すると粒子間の界面で光散乱するので、光
導波回路として使用するためには、薄膜を単結晶化゛す
ることが望ましい。チタン酸鉛は実用的にみてすぐれた
強誘電的性質を有する物質で、実際に強誘電体磁器とし
て高周波用フィルタや焦電効果素子として広く使用され
ている。
しかし、チタン酸鉛は結晶学的異方性が大きいこと、鉛
の蒸気圧が高いことから良好な単結晶の作製が困難であ
ることから光学面への応用はなさ署 れていない。磁器の作製においても、その結晶学的異方
性が大きいことから、純粋物質の焼結体を得ることは困
難である。
の蒸気圧が高いことから良好な単結晶の作製が困難であ
ることから光学面への応用はなさ署 れていない。磁器の作製においても、その結晶学的異方
性が大きいことから、純粋物質の焼結体を得ることは困
難である。
以上のことかられかるように、圧電特性の面からも光学
的応用の面からも、単結晶化した強誘電体材料が望まれ
ており、かつその単結晶が工業的にみて容易に作製でき
ることが必要である。また１、最近の光ＩＣや半導体Ｉ
Ｃとの組み合わせへの応用を考えると、薄膜化できるこ
とが望ましい。
的応用の面からも、単結晶化した強誘電体材料が望まれ
ており、かつその単結晶が工業的にみて容易に作製でき
ることが必要である。また１、最近の光ＩＣや半導体Ｉ
Ｃとの組み合わせへの応用を考えると、薄膜化できるこ
とが望ましい。
発明者らは、これらの要求をみたす強誘電体素子を検討
した結果、単結晶マグネ７ア上にチタン酸鉛をエヒリキ
／ヤル成長させた素子が作製も容易であり、結晶性もよ
く透光性もすぐれていることを発見したものである。
した結果、単結晶マグネ７ア上にチタン酸鉛をエヒリキ
／ヤル成長させた素子が作製も容易であり、結晶性もよ
く透光性もすぐれていることを発見したものである。
本発明のチタン酸鉛単結晶薄膜は高周波スノ々ツタリン
グで作製した。
グで作製した。
基板には（１００）面にそってへき開した酸化マグネシ
ウム単結晶板を使用し、ヒータ上に固定した。ターゲッ
トには軽く焼結させたチタン酸鉛粉末を用いた。雰囲気
ガスはアルゴンと酸素の混合気体で、全圧は約５Ｐａ、
アルゴンと酸素の混合比率は９０係アルゴンと１ｏチ酸
素でマグネトロン高尚波スパッタリング法によりマグネ
シア単結晶板上に薄膜を形成した。
ウム単結晶板を使用し、ヒータ上に固定した。ターゲッ
トには軽く焼結させたチタン酸鉛粉末を用いた。雰囲気
ガスはアルゴンと酸素の混合気体で、全圧は約５Ｐａ、
アルゴンと酸素の混合比率は９０係アルゴンと１ｏチ酸
素でマグネトロン高尚波スパッタリング法によりマグネ
シア単結晶板上に薄膜を形成した。
基板温度は５７５ ”Ｆ、である。上述のようにして作
製した薄膜をＸ線マイクロアナライザーで組成比を分析
し、Ｘ線回析と電子線回折で結晶の同定、方位の決定を
行なった。図にこの薄膜のＸ線回折図形を示す。
製した薄膜をＸ線マイクロアナライザーで組成比を分析
し、Ｘ線回析と電子線回折で結晶の同定、方位の決定を
行なった。図にこの薄膜のＸ線回折図形を示す。
図より〈１００〉方向および＜００１＞方向に成長して
いることがわかる。
いることがわかる。
一方、電子線回折より回折図形が点状になることから、
エピタキシャル成長していることが確認された。基板温
度は５Ｅ５０℃から７００℃の間で変化させても（１０
０）方向もしくは〈ｏＯｌ〉方向にエピタキシャル成長
したチタン酸鉛の単結晶薄膜が形成される。また、雰囲
気の全圧２Ｐａ５ｏ％酸素の範囲で、ぐ１００）方向も
しくは〈００１〉方向にエピタキシャル成長したチタン
酸鉛の単結晶が得られる。いずれの場合にも無色透明な
良好な透光性を持つ膜が得られる。
エピタキシャル成長していることが確認された。基板温
度は５Ｅ５０℃から７００℃の間で変化させても（１０
０）方向もしくは〈ｏＯｌ〉方向にエピタキシャル成長
したチタン酸鉛の単結晶薄膜が形成される。また、雰囲
気の全圧２Ｐａ５ｏ％酸素の範囲で、ぐ１００）方向も
しくは〈００１〉方向にエピタキシャル成長したチタン
酸鉛の単結晶が得られる。いずれの場合にも無色透明な
良好な透光性を持つ膜が得られる。
以上の結果から、酸化マグネシウム単結晶の（１ｏｏ）
面上に〈１ｏＯ〉方向もしくは＜００１＞方向に結晶成
長させた単結晶膜は作製のだめのスパッタリング条件の
範囲が広く、工業的に有利である。
面上に〈１ｏＯ〉方向もしくは＜００１＞方向に結晶成
長させた単結晶膜は作製のだめのスパッタリング条件の
範囲が広く、工業的に有利である。
電気光学効果素子としての応用を考えたとき、酸化マグ
ネンアは可視光領域で無色透明であり光学的異方性を有
しないので、チタン酸鉛の電気光学効果で光変調をする
場合も利点となる。チタン酸鉛の分極可能な方向は〈Ｏ
ｏｌ〉方向とく１ｏＯ〉方向であり、光をチタン酸鉛の
薄膜面に対して垂直に通過させる場合にも、面内を光導
波路として使用する場合にも分極方向を光の透過方向に
垂直に選ぶことができるので光変調用としても有利であ
る。
ネンアは可視光領域で無色透明であり光学的異方性を有
しないので、チタン酸鉛の電気光学効果で光変調をする
場合も利点となる。チタン酸鉛の分極可能な方向は〈Ｏ
ｏｌ〉方向とく１ｏＯ〉方向であり、光をチタン酸鉛の
薄膜面に対して垂直に通過させる場合にも、面内を光導
波路として使用する場合にも分極方向を光の透過方向に
垂直に選ぶことができるので光変調用としても有利であ
る。
図は本発明の一実施例のＸ線回折図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＜ｌ ００ ＞ ＜ＯＱ Ｈ＞（１）
÷ｍ→方向もしくは÷中会◇→方向に結晶成長させたチ
タン酸鉛薄膜からなることを特徴とする強誘電体薄膜。 （２）単結晶酸化マグネシウムの（１ｏｏ）面上に〈１
００〉方向もしくは〈ｏｏｌ〉方向に結晶成長させたチ
タン酸鉛単結晶体を有することを特徴とする強誘電体素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070047A JPS58186105A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 強誘電体薄膜素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070047A JPS58186105A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 強誘電体薄膜素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186105A true JPS58186105A (ja) | 1983-10-31 |
| JPH0311487B2 JPH0311487B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=13420260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57070047A Granted JPS58186105A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 強誘電体薄膜素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083387A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | アレー圧電変換器 |
| JPS61274342A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-04 | Ube Ind Ltd | 強誘電体素子およびその製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56138813A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Fujitsu Ltd | Method of forming lead titanate thin film |
-
1982
- 1982-04-26 JP JP57070047A patent/JPS58186105A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56138813A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Fujitsu Ltd | Method of forming lead titanate thin film |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083387A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | アレー圧電変換器 |
| JPS61274342A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-04 | Ube Ind Ltd | 強誘電体素子およびその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0311487B2 (ja) | 1991-02-18 |
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