JPS5935098A - 強誘電性薄膜 - Google Patents
強誘電性薄膜Info
- Publication number
- JPS5935098A JPS5935098A JP57142518A JP14251882A JPS5935098A JP S5935098 A JPS5935098 A JP S5935098A JP 57142518 A JP57142518 A JP 57142518A JP 14251882 A JP14251882 A JP 14251882A JP S5935098 A JPS5935098 A JP S5935098A
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- JP
- Japan
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- thin film
- electro
- ferroelectric thin
- ferroelectric
- plane
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、強誘電的特性を有する薄膜に関するものであ
り、特に鉛、チタンおよびランタンの酸化物からなるオ
プトエレクトロニクス用の強誘電性薄膜に関している。
り、特に鉛、チタンおよびランタンの酸化物からなるオ
プトエレクトロニクス用の強誘電性薄膜に関している。
従来例の構成とその問題点
従来、鉛、チタンおよびランタンの酸化物からなる強誘
電体はセラミックスの形態である。この物質の有する大
きい電気光学効果および透明度を利用して例えば光Ｘａ
用の光スィッチを作る場合、本体の厚さをμｍオーダに
する必要がある。−セラ２ミツクスをμ１ｍオーダに研
摩、接続することは実際には不可能である。
電体はセラミックスの形態である。この物質の有する大
きい電気光学効果および透明度を利用して例えば光Ｘａ
用の光スィッチを作る場合、本体の厚さをμｍオーダに
する必要がある。−セラ２ミツクスをμ１ｍオーダに研
摩、接続することは実際には不可能である。
発明者等は、この種の強誘電体を薄膜化することにより
、従来のセラミックス拐料の問題を解決し９、例えば光
集積回路用の導波路材料として応用することに成功した
。
、従来のセラミックス拐料の問題を解決し９、例えば光
集積回路用の導波路材料として応用することに成功した
。
発明のト１的
本発明の目的は、強誘電的特性を有する、鉛。
チタンおよびランタンからなるオプトエレクトロニクス
用の薄膜材料を提供するものである。
用の薄膜材料を提供するものである。
発明の構成
本発明による強誘電性薄膜は、少なくとも鉛。
チタンおよびランタンの酸化物からなり、薄膜の組成と
しては、モル比率ｐ ｂ、、カ。・６５くｐ舛□く０．
９０の範囲にあるものである。第１図はＰｂ／Ｔｉの比
率を変えたときの電気光学効果の実測値を示す。すなわ
ち、第１図において、曲線１１は、鉛。
しては、モル比率ｐ ｂ、、カ。・６５くｐ舛□く０．
９０の範囲にあるものである。第１図はＰｂ／Ｔｉの比
率を変えたときの電気光学効果の実測値を示す。すなわ
ち、第１図において、曲線１１は、鉛。
チタンおよびランタンの酸化物薄膜の電気光学効果の組
成による変化（２％、の比率の変化）を示す。比較のた
めに、曲線１２に現在この種の光ＩＣ用ｖＪＩＩで広く
用いられているＬｉＮｂ０３単結晶の特性を示す。同図
から、Ｐ！／Ｔ工の比率が０．６６＜Ｐ？ 、 ｆｆ’
、−Ｑ、９０ （７）範Ｆ−ｃはＬｉＮｂＯ３にりも大
きい１ 電気光学効果が得ら＃Ｌることかわかり、実用上右下で
あるから実用性に欠く。なお従来のセラミックス椿・１
においては、この０．６６＜、’与Ｖも、９０範囲の組
成領域では大きな電気光学効果は期待されておらず、Ｉ
ｆ１１１定データもなかった。発明者ら幻１、この組成
範囲を含む領域で薄膜化を試み、第１図に示すような、
セラミックス拐刺では予想されなかった大きな電気光学
効果を持つ領域を発見し、それに基ついて電気光学効果
の大きいオプトエレクトロニクス用の強誘電性薄膜の発
明を行なった。
成による変化（２％、の比率の変化）を示す。比較のた
めに、曲線１２に現在この種の光ＩＣ用ｖＪＩＩで広く
用いられているＬｉＮｂ０３単結晶の特性を示す。同図
から、Ｐ！／Ｔ工の比率が０．６６＜Ｐ？ 、 ｆｆ’
、−Ｑ、９０ （７）範Ｆ−ｃはＬｉＮｂＯ３にりも大
きい１ 電気光学効果が得ら＃Ｌることかわかり、実用上右下で
あるから実用性に欠く。なお従来のセラミックス椿・１
においては、この０．６６＜、’与Ｖも、９０範囲の組
成領域では大きな電気光学効果は期待されておらず、Ｉ
ｆ１１１定データもなかった。発明者ら幻１、この組成
範囲を含む領域で薄膜化を試み、第１図に示すような、
セラミックス拐刺では予想されなかった大きな電気光学
効果を持つ領域を発見し、それに基ついて電気光学効果
の大きいオプトエレクトロニクス用の強誘電性薄膜の発
明を行なった。
また発明者らは、この種のオグトエレクトｏニクス用薄
膜材料の基板拐料、結晶構造についての詳細を調べた結
果、最適の基板材料および結晶方位が存在することを確
認した。この種の薄膜の成長面としては、（１１１）面
、（１１ｏ）而あるいは（１０Ｑ）面がある。この場合
、電気光学効果は必ずしも（１１１）面がもっとも大き
い値を示すと姐通常考えらｈないが、発明者らはこの（
１１１）面が第１図に示すような、大きな電気光学効果
を示すことを確認した。さらに、この種の薄膜を例えは
ザク１４７Ｃ面基板上に形成しようとすると、薄膜の（
１１１）面とサファイアＣ面の格子適合性がそれ程良く
ないにもがかわらず薄膜の（１１１）面が成長しゃす−
ことを発見し、これにもとづきこの種の薄膜拐料の基板
にサファイアＣ面が最適であることを発明者らは確認し
た。
膜材料の基板拐料、結晶構造についての詳細を調べた結
果、最適の基板材料および結晶方位が存在することを確
認した。この種の薄膜の成長面としては、（１１１）面
、（１１ｏ）而あるいは（１０Ｑ）面がある。この場合
、電気光学効果は必ずしも（１１１）面がもっとも大き
い値を示すと姐通常考えらｈないが、発明者らはこの（
１１１）面が第１図に示すような、大きな電気光学効果
を示すことを確認した。さらに、この種の薄膜を例えは
ザク１４７Ｃ面基板上に形成しようとすると、薄膜の（
１１１）面とサファイアＣ面の格子適合性がそれ程良く
ないにもがかわらず薄膜の（１１１）面が成長しゃす−
ことを発見し、これにもとづきこの種の薄膜拐料の基板
にサファイアＣ面が最適であることを発明者らは確認し
た。
実施例の説ＦＪＪ−１
以下具体的な実施例−基いて本発明を説明する１、鉛、
チタンおよびランタンの酸化物粉末を、それぞれのモル
比率が鉛（ｐｂ）対ランタン（Ｌａ）対チタン（Ｔｉ）
を０．７２ ：０．２８ ：０．９３になるように秤Ｉ
ｒｙ Ｌ、混合、焼成した後、その粉末を皿に盛ったも
のをターゲットとしてスパッター蒸着を行なう。基板に
はサファイアＣ面を用い、基板温度を５８０℃、基板−
ターゲノト間隔を３．５ｃ１ｒＬとする。まだ混合ガス
比は、アルゴン対酸素を３対２とし、ガス圧を５ Ｘ
１０ Ｔｏｒｒ としてマグネトロンスパ、ター装置に
より１時間スパッター蒸着を行なうと、約４０００にの
厚さの薄膜が形成された。
チタンおよびランタンの酸化物粉末を、それぞれのモル
比率が鉛（ｐｂ）対ランタン（Ｌａ）対チタン（Ｔｉ）
を０．７２ ：０．２８ ：０．９３になるように秤Ｉ
ｒｙ Ｌ、混合、焼成した後、その粉末を皿に盛ったも
のをターゲットとしてスパッター蒸着を行なう。基板に
はサファイアＣ面を用い、基板温度を５８０℃、基板−
ターゲノト間隔を３．５ｃ１ｒＬとする。まだ混合ガス
比は、アルゴン対酸素を３対２とし、ガス圧を５ Ｘ
１０ Ｔｏｒｒ としてマグネトロンスパ、ター装置に
より１時間スパッター蒸着を行なうと、約４０００にの
厚さの薄膜が形成された。
薄膜結晶性は、Ｘ線回折、電子線回折により調ベゾこと
ころ、（１１１）面が成長した学結晶薄膜であることが
確認された。薄膜の組成は、Ｘ線マイクロアナライザー
によると、Ｐ％ｉ＝ｏ、７６であった。電気光学効果の
評価は、電圧を印加したときの複屈折変化を測定して行
ない２ＫＶ／ｌｎｍの印加に対し、複屈折変化は９×１
０となり、これｄ。
ころ、（１１１）面が成長した学結晶薄膜であることが
確認された。薄膜の組成は、Ｘ線マイクロアナライザー
によると、Ｐ％ｉ＝ｏ、７６であった。電気光学効果の
評価は、電圧を印加したときの複屈折変化を測定して行
ない２ＫＶ／ｌｎｍの印加に対し、複屈折変化は９×１
０となり、これｄ。
ＬｉＮｂ０３の約４培の値であった。−に記電気光学効
゛果の測定における、電圧対複屈折変化の関係を第２図
に示す。すなわち第２図において、曲線２１は印加電圧
に対する複屈折変化を示すが、とれより電圧に対して２
乗依存の様相を現わしていることがわかった。
゛果の測定における、電圧対複屈折変化の関係を第２図
に示す。すなわち第２図において、曲線２１は印加電圧
に対する複屈折変化を示すが、とれより電圧に対して２
乗依存の様相を現わしていることがわかった。
発明の効果
以上のように本発明においては、従来のセラミックスあ
るいは薄膜で得られ々かった領域において、大きな電気
光学効果を示す薄膜を作製することに成功した。このよ
う−な特性をもつ薄膜は、光スイッチ相料としてすぐれ
ており、光集積回路の実現を可能とするものである。
るいは薄膜で得られ々かった領域において、大きな電気
光学効果を示す薄膜を作製することに成功した。このよ
う−な特性をもつ薄膜は、光スイッチ相料としてすぐれ
ており、光集積回路の実現を可能とするものである。
第１図は薄膜の組成Ｐ！３／Ｔ□に対して２１Ｖ、珈ｌ
の電圧印加時の複屈折変化を示したもので、比較のため
ＬｉＮｂ０．の値も示している。第２図は本発明の実施
例における強誘電性薄膜の、印加電圧に対する複屈折変
化を示す図である。 １１・・・・・薄膜の組成対２ＫＶ／ｙｔｍ印、加時の
複屈折変化値承す曲゛線、１２・・・・・・ＬｉＮｂ０
３の２ＫＶ／ｍｔｘ印加ＩＬ’１’の複屈折変化値、２
１・・・・・・印加電圧吉複屈折変化Ｍの関係を示す曲
線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｆｂ１丁、 モ ノし 比率
の電圧印加時の複屈折変化を示したもので、比較のため
ＬｉＮｂ０．の値も示している。第２図は本発明の実施
例における強誘電性薄膜の、印加電圧に対する複屈折変
化を示す図である。 １１・・・・・薄膜の組成対２ＫＶ／ｙｔｍ印、加時の
複屈折変化値承す曲゛線、１２・・・・・・ＬｉＮｂ０
３の２ＫＶ／ｍｔｘ印加ＩＬ’１’の複屈折変化値、２
１・・・・・・印加電圧吉複屈折変化Ｍの関係を示す曲
線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｆｂ１丁、 モ ノし 比率
Claims (3)
- （１）少なくとも、鉛、チタンおよびランタンの酸化物
からなり、かつ鉛（ｐｂ）とチタン（Ｔｉ）のモル比率
Ｐｂ／Ｔｉが ０．６６ ＜ Ｐｂ／Ｔｉ ＜ ０．９０の範囲にある
ことを特徴とする強誘電性薄膜。 - （２）強誘電性薄膜の表面が（１１１）面であるこ躯 とを特徴とする特許請求の惰囲第１項記載の強誘電性簿
膜。 - （３）−強誘電性薄膜がサファイアＣ面基板上に形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
強誘電性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57142518A JPS5935098A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 強誘電性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57142518A JPS5935098A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 強誘電性薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935098A true JPS5935098A (ja) | 1984-02-25 |
| JPH0333680B2 JPH0333680B2 (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=15317217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57142518A Granted JPS5935098A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 強誘電性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935098A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US4927513A (en) * | 1988-01-09 | 1990-05-22 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and arrangement for fabricating magneto-optical, storable, and/or deletable data carriers |
| US5070026A (en) * | 1989-06-26 | 1991-12-03 | Spire Corporation | Process of making a ferroelectric electronic component and product |
| US5368915A (en) * | 1991-08-30 | 1994-11-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate |
| US10697090B2 (en) | 2017-06-23 | 2020-06-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thin-film structural body and method for fabricating thereof |
-
1982
- 1982-08-17 JP JP57142518A patent/JPS5935098A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US4927513A (en) * | 1988-01-09 | 1990-05-22 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and arrangement for fabricating magneto-optical, storable, and/or deletable data carriers |
| US5070026A (en) * | 1989-06-26 | 1991-12-03 | Spire Corporation | Process of making a ferroelectric electronic component and product |
| US5368915A (en) * | 1991-08-30 | 1994-11-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate |
| US10697090B2 (en) | 2017-06-23 | 2020-06-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thin-film structural body and method for fabricating thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333680B2 (ja) | 1991-05-17 |
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