用于制造铁电器件的方法

专利名称：用于制造铁电器件的方法
技术领域：
本发明涉及用于制造使用铁电膜的压电效应或热电效应的铁电器件的方法。
背景技术：
通常，使用 铁电膜的压电效应或热电效应的铁电器件已经引起人们的注意。通常，作为这种类型的铁电器件的示例，已经提出了包括作为功能隔膜的铁电膜的MEMS (微机电系统)器件。作为这种类型的MEMS器件，例如，在各个研究所正在研发使用铁电膜的压电效应的发电器件和致动器以及使用的铁电膜的热电效应的诸如热电红外传感器等热电器件。此外，作为呈现出压电效应和热电效应这两者的铁电材料，例如，铅基氧化物铁电体的类型的PZT ( :Pb (Zr，Ti) O3)是众所周知的。另外，通常，作为用于制造在电极对之间具有铁电膜的MEMS器件的方法，已经提出了用于制造致动器的方法，其包括形成压电膜的步骤，所述压电膜是形成在中间转印(transfer )体上的电极上的铁电膜；经由接合层将中间转印体上的压电膜与振动结构接合在一起的步骤；以及从电极剥离中间转印体的步骤(参照专利文献I)。专利文献I描述了可以采用MgO等作为中间转印体的材料，可以采用PZT等作为压电膜的材料，并且可以采用Si等作为振动结构的材料。专利文献I还描述了采用诸如Pd、In、Sn、Ni、Ga、Cu、Ag、Mo、Ti或Zr等金属作为接合层的材料，在压电膜和振动结构这两者上形成接合层，以及通过电加热、电压焊等将接合层接合在一起。此外，形成形成在振动结构上的接合层(第一接合层)，以便遍布分别形成在多个构图的压电膜的表面上的多个接合层(第二接合层)。专利文献I还描述了通过照射从中间转印体侧穿透中间转印体的激光射束从电极剥离中间转印体。此外，专利文献I描述了由上述电极构成的一个电极，并且由上述接合层构成另一电极。根据上述用于制造MEMS器件的方法，提供了关于振动结构的材料的更大数量的选项，可以任意调节压电膜的结晶度和性能，并且可以重复使用中间转印体。专利文献I :日本专利公开申请No. 2003-309303然而，在专利文献I中所描述的用于制造MEMS器件的方法的情况下，因为在构图是铁电膜的压电膜之后，然后经由接合层接合中间转印体上的压电膜和振动结构，所以需要使用光刻技术和蚀刻技术的构图压电膜的步骤。因此，制造成本增加。或者，在接合压电膜和振动结构而不构图压电膜的情况下，在接合之后必须构图压电膜。

发明内容
考虑到上述原因作出了本发明，本发明的一个目的是提供一种能够提高铁电膜的结晶度和性能、降低成本并简化制造工艺的用于制造铁电膜的方法。用于实现上述目的的用于制造铁电器件的方法是用于制造铁电器件的方法，所述铁电器件包括第一衬底、下部电极、铁电膜和上部电极。所述下部电极形成在所述第一衬底的一个表面上。所述铁电膜形成在所述下部电极与所述第一衬底的相对侧上。所述上部电极形成在所述铁电膜与所述下部电极侧的相对侧上。所述用于制造铁电器件的方法包括籽晶层(seed layer)形成步骤、铁电层形成步骤、下部电极形成步骤、接合步骤和转印步骤。在所述籽晶层形成步骤中，具有预定图案且由金属材料制成的籽晶层形成在第二衬底的一个表面侧上。在所述籽晶层形成步骤之后执行所述铁电层形成步骤。在所述铁电层形成步骤中，由铁电材料制成的铁电层形成在所述第二衬底的所述一个表面侧上。在所述铁电层形成步骤之后执行所述下部电极形成步骤。在所述下部电极形成步骤中，所述下部电极形成在所述铁电层上。在所述下部电极形成步骤之后执行所述接合步骤，在所述接合步骤中，经由接合层接合所述下部电极和所述第一衬底。在所述接合步骤之后执行所述转印步骤。所述转印步骤包括从所述第二衬底的所述另一表面侧照射具有预定波长的激光射束来将所述铁电膜的第一部分和所述籽晶层转印至所述第一衬底的所述一个表面侧上。所述铁电膜的所述第一部分由所述铁电层之中与所述籽晶层重叠的部分来定义。所述激光射束具有 以便穿透所述第二衬底的波长。另外，所述激光射束的所述预定波长是以便被所述籽晶层反射的波长。此外，所述激光射束的所述预定波长是以便被所述铁电层的第二部分吸收的波长。优选地，与所述第一衬底相比，所述第二衬底与所述铁电膜呈现出更大的一致性。优选地，所述籽晶层与所述铁电膜呈现出令人满意的晶格一致性。优选地，所述铁电膜由晶格常数与所述第一衬底的晶格常数不同的铁电材料形成。换句话说，所述用于制造铁电器件的方法是用于制造铁电器件的方法。所述铁电器件包括下部电极、铁电膜和上部电极。在这里，所述下部电极形成在第一衬底的一个表面侧上，所述铁电膜形成在所述下部电极与所述第一衬底的相对侧上，所述上部电极形成在所述铁电膜与所述下部电极的相对侧上。其中，所述铁电膜包括晶格常数与所述第一衬底的晶格常数不同的铁电材料。其中，所述方法优选地包括形成在第二衬底的一个表面侧上具有预定图案且由金属材料制成的籽晶层的籽晶层形成步骤，与所述第一衬底相比所述第二衬底与所述铁电膜具有更好的晶格一致性，且与所述第一衬底相比，所述金属材料与所述铁电膜具有更好的晶格一致性；在所述籽晶层形成步骤之后，在所述第二衬底的所述一个表面侧上形成由所述铁电材料制成的铁电层的铁电层形成步骤；在所述铁电层形成步骤之后，在所述铁电层上形成所述下部电极的下部电极形成步骤；在所述下部电极形成步骤之后，经由接合层接合所述下部电极和所述第一衬底的接合步骤；在所述接合步骤之后，通过从所述第二衬底的另一表面侧照射具有预定波长的激光射束，将所述铁电膜和所述籽晶层转印至所述第一衬底的所述一个表面侧上的转印步骤，其中所述铁电膜由所述铁电层的第一部分形成，所述第一部分重叠在所述籽晶层上，其中，具有所述预定波长的所述激光射束是具有一波长的射束，其中，所述激光射束穿透所述第二衬底、被所述籽晶层反射、而且还被所述铁电层的第二部分吸收，所述第二部分不重叠在所述籽晶层上在用于制造铁电器件的这个方法中，优选地，所述接合层的材料是配置成与所述下部电极直接接合的金属，并且所述接合层的图案在所述接合步骤之前形成在所述第一衬底的所述一个表面侧上。
在用于制造铁电器件的这个方法中，优选地，采用室温固化树脂粘合剂作为所述接合层的所述材料。在用于制造铁电器件的这个方法中，优选地，采用PZT作为所述铁电材料。优选地，使用MgO衬底作为所述第二衬底。优选地，所述预定波长设定为至少400nm。优选地，所述预定波长设定在400nm至IlOOnm的范围内。优选地,所述预定波长设定在400nm至750nm的范围内。优选地，所述激光射束是飞秒激光、KrF准分子激光的三次谐波、ArF准分子激光的三次谐波以及飞秒激光的三次谐波中的任一个。在用于制造铁电器件的这个方法中，优选地，所述铁电膜是压电膜，并且所述籽晶层构成为所述上部电极。
在用于制造铁电器件的这个方法中，优选地，所述铁电膜是热电膜，在所述转印步骤之后执行去除所述籽晶层的籽晶层去除步骤，并且随后执行上部电极形成步骤，在所述上部电极形成步骤中，由红外吸收材料制成的所述上部电极形成在所述铁电膜上。所述铁电膜的晶格常数与所述第一衬底的晶格常数具有第一差值，所述铁电膜的所述晶格常数与所述第二衬底的晶格常数具有第二差值，另外，优选地，所述第二差值小于所述第一差值。优选地，所述籽晶层由Pt或Al制成。所述第二衬底具有第一区域和在所述第二衬底的所述一个表面上的第二区域。优选地，具有所述预定图案的所述籽晶层覆盖所述第一区域。另外，优选地，具有所述预定图案的所述籽晶层暴露出所述第二区域。优选地，所述铁电层的所述第一部分与所述第一区域重叠。优选地，所述铁电层的所述第二部分与所述第二区域重叠。利用根据本发明的用于制造铁电器件的方法，可以提高铁电膜的结晶度和性能，并且可以实现成本降低。此外，可以简化制造工艺。


图I是解释用于制造根据第一实施例的铁电器件的方法的截面主工艺图；图2是在制造根据第一实施例的铁电器件时所使用的材料的光谱特性图；图3是解释用于制造根据第一实施例的铁电器件的方法的截面主工艺图；图4是根据第一实施例的铁电器件的示意性分解透视图；图5是根据第一实施例的铁电器件的主要部分的示意性平面图；图6是根据第一实施例的铁电器件的主要部分的示意性分解截面图；图7是根据第一实施例的铁电器件的另一配置示例的示意性分解截面图；图8是解释用于制造根据第二实施例的铁电器件的方法的截面主工艺图；以及图9是示出根据所述第二实施例的铁电器件的应用示例的示意性截面图。
具体实施例方式(第一实施例)
首先将会参照图4至6描述根据本实施例的铁电器件，并且随后将会参照图I至3描述制造方法。铁电器件包括形成在第一衬底20的一个表面上的下部电极24a、形成在下部电极24a与第一衬底20的相对侧上的铁电膜24b、以及形成在铁电膜24b与下部电极24a的相对侧的上部电极24c。在这种情况下，铁电膜24b由晶格常数与第一衬底20的晶格常数不同的铁电材料形成。此外，将在第一衬底的厚度方向上的第一衬底的一个表面定义为第一衬底的第一表面，并且将在第一衬底的厚度方向上的第一衬底的另一表面侧定义为第一衬底的第二表面。根据本实施例的铁电器件是将振动能转换为电能的发电器件。在这里，振动能属于诸如车辆的振动或由人的运动所引起的振动等任意振动。在这种情况下，上述铁电膜24b构成压电膜。 通过使用娃衬底(第一娃衬底)形成第一衬底20,第一衬底20包括框架部21和悬臂部22，悬臂部22设置在框架部21的内侧上并且由框架部21支撑，以便成为可摇动的。在发电器件中，发电部24形成在第一衬底20的悬臂部22上。在这里，发电部24由压电转换部(压电转换元件)组成，并且包括上述的下部电极24a、铁电膜24b以及上部电极24c。换言之，发电部24产生响应于悬臂部22的振动的交流电压。用于增大的悬臂部22的位移的锤部23 —体地设置在第一衬底20的悬臂部22的前端部。此外，发电器件包括固定至第一衬底20的所述一个表面侧(图6中的上表面侧；第一表面侧)的框架部21上的第一盖衬底30。此外，发电器件包括固定至第一衬底20的另一表面侧(图6中的下表面侧；第二表面侧)的框架部21上的第二盖衬底10。在上述第一衬底的所述一个表面侧(第一表面侧)上，分别经由金属配线26a和26c将焊盘27a和27b电连接至下部电极24a和上部电极24c。在这里，每个焊盘27a和27b形成在框架部21上的适当位置处。在发电部24中，下部电极24a、铁电膜24b和上部电极24c的平面尺寸设定为相同的。此外，用于防止电连接至上部电极24c的金属配线26c与下部电极24a之间的短路的绝缘层25形成在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上，以便覆盖框架部21侧上的发电部24的端部的一部分。此外，虽然绝缘层25由氧化硅膜构成，但是绝缘层25并不限于氧化硅膜，并且替代地还可以由氮化硅膜构成。此外，由氧化硅膜构成的绝缘膜29a和29b分别形成在第一衬底20的所述一个表面(第一表面)和所述另一表面侧(第二表面侦D上，并且第一衬底20和发电部24通过绝缘膜29a而相互电绝缘。此外，通过使用硅衬底(第二硅衬底)形成第一盖衬底30。此外，用于形成可移动部的位移空间的凹部30b形成在第一衬底20侧上的第一盖衬底30的一个表面上，所述可移动部包括在第一盖衬底30与第一衬底20之间的悬臂部22和锤部23。此外,输出电极35形成在第一盖衬底30的另一表面侧(第二表面侧)上,输出电极35用于将由发电部24所产生的交流电压供应至外部。在第一盖衬底30中，形成在第一盖衬底30的所述一个表面(第一表面)侧上的输出电极35和连通电极34经由通孔配线33而互相电连接，通孔配线33设置为在第一盖衬底30的厚度方向上穿透第一盖衬底30。在这种情况下，在第一盖衬底30中，连通电极34分别接合和电连接至第一衬底20的焊盘27a和27c。此外，在本实施例中，尽管输出电极35和连通电极34由Ti膜和Au膜的叠层膜构成，但是没有特别地限制这些材料。此外，虽然采用Cu作为通孔配线33的材料，但是通孔配线33并不限于Cu，替代地可以采用例如Ni、Al等。在第一盖衬底30上，形成了用于防止在两个输出电极35之间的短路的、由氧化硅膜制成的绝缘膜32，以便遍布第一盖衬底30的所述一个表面侧(第一表面侧)和所述另一表面侧(第二表面侧)以及其内形成有通孔配线33的通孔31的内周表面。此外，在诸如玻璃衬底等绝缘衬底用作的第一盖衬底30的情况下，无须设置上述的绝缘膜32。此外，通过使用硅衬底(第三硅衬底)形成第二盖衬底10。用于形成可移动部的位移空间的凹部IOb形成在第一衬底20侧上的第二盖衬底10的一个表面(第一表面)上，所述可移动部包括在第二盖衬底10与第一衬底20之间的悬臂部22和锤部23。此外，也可以使用诸如玻璃衬底等绝缘衬底作为第二盖衬底10。此外，用于将第一衬底20接合至第一盖衬底30的第一接合金属层28形成在第一 衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上，并且与第一接合金属层28接合的第二接合金属层(未示出)形成在第一盖衬底30上。在这种情况下，采用与焊盘27c相同的材料作为第一接合金属层28的材料。以与第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上的焊盘27c相同的厚度形成第一接合金属层28。虽然由常温接合将第一衬底20与盖衬底10和30接合在一起，但是接合不限于常温接合，并且替代地可以通过使用环氧树脂等的树脂接合、通过阳极接合等来执行。对于树脂接合来说，通过使用室温固化性树脂粘合剂(例如，双组分室温固化环氧树脂基粘合剂或单组分室温固化环氧树脂基粘合剂)，与使用热固性树脂粘合剂(例如，热固性环氧树脂基粘合剂)的情况相比实现了较低的接合温度。对于上述的发电器件来说，由于发电部24包括由下部电极24a、是压电膜的铁电膜24b和上部电极24c构成的压电转换部，发电部24的铁电膜24b经受由悬臂部22的振动所致的应力，电荷中的偏压(bias)发生在上部电极24c和下部电极24a处，并且在发电部24产生交流电压。同时，根据本实施例的发电器件采用是铅基压电材料类型的PZT作为铁电膜24b的铁电材料，并且使用(100)面构成所述一个表面(第一表面)的娃衬底(第一娃衬底)作为第一衬底20。然而，铅基压电材料不限于PZT，替代地可以采用PZT-PMN OPb (Mn，Nb) O3)或其它添加杂质的PZT。在任何情况下，铁电膜24b的铁电材料是晶格常数不同于第一衬底20的晶格常数的铁电材料(诸如PZT、PZT-PMN或添加杂质的PZT等铅基氧化物铁电体)。此夕卜，用作第一衬底20的第一硅衬底并不限于单晶硅衬底，替代地也可以是多晶硅衬底。此外，在本实施例中，虽然采用Au作为下部电极24a的材料且采用Pt作为上部电极24c的材料，但是没有特别地限制这些材料，并且例如可以采用Al作为下部电极24a的材料，例如可以采用Mo、Al或Au作为上部电极24c的材料。此外，在根据本实施例的发电器件中，下部电极24a的厚度设定为500nm,铁电膜24b的厚度设定为600nm，并且上部电极24c的厚度设定为lOOnm。然而，这些数值仅仅是示例，并没有特别地限制这些数值。此外，如果e表示铁电膜24b的相对介电常数且P表示铁电膜24b的发电指数，则表示为P ~ e312/ e的关系式成立，其中发电指数P越大，发电效率越闻。
现在将参照图I描述制造是根据本实施例的铁电器件的发电器件方法。首先，制备第二衬底40。第一表面设置在第二衬底的厚度方向上的第二衬底的一个表面上，第二表面设置在第二衬底的厚度方向上的另一表面侧上。执行籽晶层形成步骤，在籽晶层形成步骤中，籽晶层124c形成在第二衬底40的一个表面(换句话说，第二衬底40的第一表面)侧上，籽晶层124c具有预定图案且由与铁电膜24b有良好的晶格一致性的金属材料(例如，Pt)制成，第二衬底40由单晶MgO衬底制成，与第一衬底20相比单晶MgO衬底与铁电膜24b具有更好的晶格一致性。随后，通过执行铁电层形成步骤，获得了图IA中所示的结构，在铁电层形成步骤中，铁电膜24b的由铁电材料(例如，PZT)制成的铁电层124b形成在第二衬底40的一个表面侧(第一表面侧)上。在这种情况下，虽然(001)面构成所述一个表面(第一表面)的单晶MgO衬底用作第二衬底40，但是第二衬底40并不限于此，替代地可以采用(001)面构成所述一个表面(第一表面)的单晶SrTiO3衬底或者(0001)面构成所述一个表面(第一表面)的蓝宝石衬底。此外，虽然第二衬底40的厚度设定为300 u m,但是没有特别地限制这个厚度。此外，在籽晶层形成步骤中，可 以使用诸如溅射、CVD、气相沉积等成膜技术和结合了光刻技术和蚀刻技术的构图技术来形成籽晶层124c。或者，可以使用适当的阴影掩模等来形成具有预定图案的籽晶层124c。此夕卜，在铁电层形成步骤中，通过诸如射频磁控溅射法等溅射法形成铁电层124b。在铁电层124b之中，在厚度方向上相应地重叠籽晶层124c的第一部分由结晶化的铁电膜24b构成，在厚度方向上未重叠籽晶层124c的第二部分24b2是非晶膜。此外，用于铁电层124b的成膜方法不限于溅射法和CVD法，替代地可以使用溶胶-凝胶法等。如上所述，在籽晶层形成步骤中，具有预定图案的籽晶层124c设置在第二衬底40的一个表面(第二衬底的第一表面上)上。因此，第二衬底40具有第一区域和第二区域。第二衬底40的第一区域定义为设置了具有预定图案的籽晶层124c的区域。第二衬底的第二区域定义为未设置籽晶层124c的区域。换句话说，第二衬底的第二区域定义为籽晶层124c所暴露出的区域。此外，在铁电层形成步骤中，由铁电材料制成的铁电层124b形成在第二衬底的一个表面侧(第一表面侧)上。铁电层124b包括结晶化的铁电膜24b和非晶膜24b2。结晶化的铁电膜24b在籽晶层124c的厚度方向上与籽晶层124c重叠。非晶膜24b2布置为偏离第二衬底一个表面侧(第一表面侧)上的籽晶层124c。因此，铁电层的第一部分在第二衬底的厚度方向上与第二衬底的第一区域重叠。此外，铁电层的第二部分在第二衬底的厚度方向上与第二衬底的第二区域重叠。在上述铁电层形成步骤之后，通过首先执行下部电极形成步骤，获得图IB中所示的结构，在下部电极形成步骤中，下部电极24a形成在铁电层124b上，然后执行将下部电极24a和第一衬底20经由接合层51接合在一起的接合步骤。在这种情况下，在下部电极形成步骤中，可以使用溅射法、汽相沉积法等来形成由Au层(第一 Au层)构成的下部电极24a。此外，在接合步骤中，在布置第二衬底40和第一衬底20以使其互相相对之后，第二衬底40的所述一个表面侧(第一表面侧)上的下部电极24a和第一衬底20经由形成在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上的接合层51而接合在一起。在这种情况下，接合层51由绝缘膜29a上的Ti层和Ti层上的Au层(第二 Au层)构成。与接合层51仅由第二 Au层构成的情况相比，设置了 Ti层以便提高接合层51和绝缘膜29a之间的粘合力。此外，在本实施例中，虽然通过热氧化形成绝缘膜29a和29b，Ti层的膜厚设定为15至50nm，第二 Au层的膜厚设定为500nm，但是这些数值仅仅是示例，并没有特别地限制这些数值。此外，用于提高粘合力的粘合层的材料并不限于Ti，例如，也可以使用Cr、Nb、Zr、TiN、TaN等。此外，第二 Au层不限于Au薄膜，或者，也可以使用其上沉积了大量Au颗粒Au颗粒层。在上述的接合步骤中，在布置由第一 Au层构成的下部电极24a和接合层51之后，可以通过常温接合将下部电极24a和接合层51接合在一起，在接合层51上，第二 Au层形成在接合层51的最外表面侧上以互相相对。换句话说，通过执行接合步骤，下部电极24a和第一衬底20经由接合层51接合在一起。在这种情况下，当执行下部电极24a和接合层51的常温接合时材料的组合是Au-Au的组合。在接合步骤中，在真空中使氩等离子体、氩离子射束和氩原子射束中的任一个照射至接合之前的各个接合表面(下部电极24a和接合层51的各个表面)上，以便清洁和激活各个接合表面，使接合表面开始相互接触，并且在常温下施加适当的载荷来执行直接接合。针对接合步骤，使用Au-Au组合的常温接合的工艺条件的示例包括在氩离子射束的照射过程中设定真空为小于或等于I X 10_5Pa、设定加速电压为100V、设定照射时间为160秒、设定接合过程中的载荷为20kN、以及设定接合时间为300 秒。下部电极24a和接合层51的材料的组合并不限于Au-Au组合，也可以使用诸如Au-AuSruAl-Al和Cu-Cu等组合来执行常温接合。此外，下部电极24a和接合层51的接合并不限于在常温下直接接合的常温接合。例如，或者也可以通过施加适当的载荷同时以小于或等于100°C的温度加热来执行直接接合。此外，由于接合所致，下部电极24a和接合层51互相电连接。因此，可以将下部电极24a和接合层51共同地视为下部电极。另外,在接合步骤中，用于将下部电极24a和第一衬底20接合在一起的接合层51的材料并不限于能与下部电极24a的直接接合的金属。例如，可以采用室温固化树脂粘合剂(例如，双组分室温固化环氧树脂基粘合剂或单组分室温固化环氧树脂基粘合剂)作为接合层51的材料，下部电极24a和第一衬底20可以经由接合层51在常温下接合。即使在这种情况下，也可以以类似于常温接合的方式实现较低的接合温度。此外，接合层51的树脂粘合剂不限于室温固化树脂粘合剂，例如，只要树脂粘合剂的固化温度不超过150°C，就可以使用热固性树脂粘合剂(例如，热固性环氧树脂基粘合剂)。在上述的接合步骤之后，如图IC中所示，执行转印步骤，在转印步骤中，从第二衬底40的另一表面侧照射具有穿透第二衬底40的预定波长的激光射束LB，以将在铁电层124b之中且与籽晶层124c重叠的铁电膜24b和籽晶层124c转印至第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上。在转印步骤中，在本实施例中，籽晶层124c构成上部电极24c。换句话说，在本实施例中，在转印步骤中转印铁电膜24b和上部电极24c的叠层膜。在上述的转印步骤中，采用具有如下波长的射束作为具有预定波长的激光射束LB，所述波长穿透第二衬底40、被籽晶层124c反射、并且被在铁电层124b之中且不与籽晶层124c重叠的第二部分24b2吸收。随着激光射束LB被铁电层124b的第二部分24b2吸收，迅速加热第二部分24b2。因此，第二部分24b2热膨胀，并部分地热分解。当第二部分24b2热膨胀并部分地热分解时，热膨胀中的差突然发生在第一部分24b与第二部分24b2之间。因此，在第二部分24b2与第一部分24b之间的界面处，第二部分24b2与第一部分24b分离。此外，当第二部分24b2膨胀时，在使第二衬底与第一衬底分离的方向上产生了力。因此，第二衬底和籽晶层124c相互分离。此外，当第二部分2仙2部分地热分解时，下部电极24a与第二部分24b2之间的粘合强度减小。因此，当使第一衬底20与第二衬底40相互分离时，第二衬底40可以与第二部分一起与第一衬底20分离。同时，在图2中分别示出了具有光谱特性的MgO、PZT和Pt。因此，当第二衬底40、铁电层124b和籽晶层124c的材料分别为MgO、PZT和Pt时，激光射束LB的预定波长的可以设定为至少400nm。作为在这种情况下的激光射束源,例如,可以使用基本波长为750nm至IIOOnm的飞秒激光(例如，Ti-蓝宝石衬底)。或者，也可以使用波长为248nm的KrF准分子激光、波长为193nm的ArF准分子激光、或者飞秒激光的三次谐波。此外，例如，激光射束 LB的能量密度可以设定为约5至15mJ/mm2。在这种情况下，引导朝向铁电层124b的铁电膜24b的一部分激光射束LB被籽晶层124c反射。此外，由于激光射束LB不被铁电膜24b吸收，所以可以防止转印步骤中铁电膜24b的物理性质的变化。在图IC中，实线箭头示意性地表示引导朝向籽晶层124c的激光射束LB，虚线箭头示意性地表示引导朝向铁电层124b的第二部分24b2的激光射束LB。在上述的转印步骤之后，通过执行剥离步骤，获得了图ID中所示的结构，在剥离步骤中，拉动第一衬底20和第二衬底40使其相互远离以分离第二衬底40。在剥离步骤之后，通过执行使用光刻技术和蚀刻技术构图下部电极24a的下部电极构图步骤，形成了下部电极24a、以及由构图之前的下部电极24a的部分构成的金属配线26a和焊盘27a (可以将在构图之后的下部电极24a、金属配线26a和焊盘27a共同地视为单个下部电极24a)。随后，执行了在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上形成绝缘层25的绝缘层形成步骤，接着执行使用诸如溅射法或CVD法等成膜技术、光刻技术和蚀刻技术来形成金属配线26c和焊盘27c的配线形成步骤。随后,通过执行使用光刻技术和蚀刻技术处理第一衬底20以形成悬臂部22和锤部23的衬底处理技术，获得了图IE中所示的结构。此外，在本实施例中，尽管通过执行下部电极构图步骤形成了金属配线26a和焊盘27a，但是金属配线26a和焊盘27a的形成并不限于此。或者，用于形成金属配线26a和焊盘27a的配线形成步骤可以分开地提供在下部电极构图步骤与绝缘层形成步骤之间，或者用于形成金属配线26a的金属配线形成步骤和用于形成焊盘27a的焊盘形成步骤可以分开地提供在下部电极构图步骤与绝缘层形成步骤之间。此外，在绝缘层形成步骤中，虽然通过CVD法等在第一衬底20的整个一个表面(整个第一表面)上执行绝缘层25的成膜之后使用光刻技术和蚀刻技术执行了构图，但是替代地可以使用剥离法(liftoff)来形成绝缘层25。在上述的衬底处理步骤之后，通过执行将各个盖衬底10和30接合至第一衬底20的盖接合步骤，获得了图IF中所示而构造的发电器件。在这种情况下，直到盖接合步骤的结尾为止，在晶片级上执行了直到且包括盖接合步骤的步骤，并随后执行切割步骤以将晶片分成单独的发电器件。此外，可以通过适当地采用诸如光刻、蚀刻、薄膜形成和镀覆等已知工艺来形成各个盖衬底10和30。如前所述，根据本实施例的发电器件(铁电器件)包括发电部24。发电部24包括压电转换部。压电转换部形成在第一衬底20的悬臂部22中，并响应于悬臂部22的振动产生交流电压。发电部24包括下部电极24a、铁电膜24b和上部电极24c。下部电极24a形成在悬臂部22的一个表面侧(第一表面侧)上。铁电膜24b形成在下部电极24a上的与悬臂部22相对的侧上。上部电极24c形成在铁电膜24b上的与下部电极24a相对的侧上。此夕卜，用于制作发电器件(铁电器件)的方法包括籽晶层形成步骤、铁电层形成步骤、下部电极形成步骤、接合步骤和转印步骤。在籽晶层形成步骤中，具有预定图案且由金属材料制成的籽晶层124c形成在第二衬底40的一个表面上。在籽晶层形成步骤之后执行铁电层形成步骤。在铁电层形成步骤中，铁电层124b形成在第二衬底40的所述一个表面侧(第一表面侧)上。在铁电层形成步骤之后执行下部电极形成步骤。在下部电极形成步骤中，下部电极24a形成在铁电层124b上。在下部电极形成步骤之后执行接合步骤。在接合步骤中，下部电极24a和第一衬底20经由接合层51接合在一起。在接合步骤之后执行转印步骤。在接合步骤中，从第二衬底40的另一表面侧(第二表面侧)照射具有预定波长的激光射束LB。因此，将铁电膜24b和籽晶层124c转印至第一衬底20的所述一个表面侧上，铁电膜24b由在铁电层124b之中且与籽晶层124c重叠的第一部分构成。此外，激光射束LB的预定波长满足以下条件。预定波长穿透第二衬底40。预定波长被籽晶层124c反射。预定波长被在铁电层124b之中且不与籽晶层124c重叠的第二部分24b2吸收。因此，在转印步骤中，只能转印在铁电层124b之中且在籽晶层124c上的铁电膜 24b。因此，通过使籽晶层124c的预定图案符合铁电膜24b的期望图案，在转印步骤之后，不需要提供使用光刻技术和蚀刻技术的用于构图铁电膜24b的步骤。因此，可以简化制造工艺并且可以实现成本降低。此外，在紧接着转印步骤的剥离步骤中剥离第二衬底40。因此，在单晶MgO衬底的情况下，可以重复使用昂贵的第二衬底40，可以实现成本降低。此外，铁电膜24b的晶格常数与第一衬底20不同。此外，与第一衬底20相比，第二衬底40与铁电膜24b具有更好的晶格一致性。换句话说，第一衬底20的材料的晶格常数与铁电膜24b的材料的晶格常数具有第一差值。第二衬底40的材料的晶格常数与铁电膜24b的材料的晶格常数具有第二差值。第
二差值小于第一差值。此外，籽晶层124c由与铁电膜24b有良好的晶格一致性的金属材料制成。综上所述，根据本实施例的发电器件(铁电器件)包括由压电转换部构成的发电部24，所述压电转换部形成在第一衬底20的悬臂部22中并且响应于悬臂部22的振动产生交流电压，其中发电部24包括形成在悬臂部22的一个表面(第一表面)上的下部电极24a、形成在下部电极24a上的与悬臂部22相对的侧上且由晶格常数与第一衬底20的晶格常数不同的铁电材料制成的铁电膜24b、以及形成在铁电膜24b上的与下部电极24a相对的侧上的上部电极24c。此外，用于制造根据本实施例的发电器件(铁电器件)的方法包括形成具有预定图案且由与在第二衬底40的一个表面上的铁电膜24b有良好的晶格一致性的金属材料制成的籽晶层124c的籽晶层形成步骤，与第一衬底20相比第二衬底40与铁电膜24b具有更好的晶格一致性；在籽晶层形成步骤之后在第二衬底40的所述一个表面侧(第一表面侧)上形成铁电层124b的铁电层形成步骤；在铁电层形成步骤之后在铁电层124b上形成下部电极24a的下部电极形成步骤；在下部电极形成步骤之后经由接合层51将下部电极24a和第一衬底20接合在一起的接合步骤；以及在接合步骤之后通过从第二衬底40的所述另一表面侧(第二表面侧)照射具有预定波长的激光射束LB将由在铁电层124b之中且与籽晶层124c重叠的第一部分所构成的铁电膜24b和籽晶层124c转印至第一衬底20的所述一个表面侧上的转印步骤，其中，具有预定波长的激光射束LB是具有能使激光射束LB穿透第二衬底40、被籽晶层124c反射、并且被在铁电层124b之中且不与籽晶层124c重叠的第二部分24b2吸收的波长的射束。此外，对于用于制造根据本实施例的发电器件的方法来说，不管用于第一衬底20的衬底材料如何，都可以提高铁电膜24b的结晶度和性能(在这种情况下，压电常数e31)，可以实现成本降低，并且可以简化制造工艺。基本上，与使用薄膜形成技术在第一衬底20的所述一个表面侧上形成铁电膜24b的情况相比，可以增大铁电膜24b的压电常数e31并且可以减小铁电膜24b的相对介电常数。与此同时，可以通过使用机械强度比第二衬底40高的第一衬底20来提供高度可靠的发电器件。此外，由于在转印步骤中只能转印在铁电层124b之中且在籽晶层124c上的铁电膜24b，所以通过使籽晶层124c的预定图案符合铁电膜24b的期望图案，在转印步骤之后不需要提供使用光刻技术和蚀刻技术的构图铁电膜24b的步骤。因此，可以简化制造工艺并且可以实现成本降低。此外，由于在转印步骤之后的剥离步骤中剥离了第二衬底40，所以在单晶MgO衬底的情况下，可以重复使用昂贵的第二衬底40， 可以实现成本降低。此外，通过采用能与下部电极24a直接接合的金属作为接合层51的材料、在接合步骤之前如图3中所示在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上构图接合层51、以及仅在对应于铁电膜24b和下部电极24a的部分中形成接合层51，可以仅接合形成接合层51的第一衬底20的位置。因此，可以减小铁电层124b的表面的高差(level difference)效应并且增大接合可靠性。此外，以更可靠地防止铁电层124b的第二部分24b2在转印步骤中被转印。此外，对于根据本实施例的发电器件来说，与铁电膜24b由AlN薄膜构成的情况相比增大了压电常数e31，与铁电膜24b由形成在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上的多晶PZT薄膜构成的情况相比更进一步地增大了压电常数e31。因此，由于提高的发电效率所致，可以实现更高的输出。此外，与铁电膜24b由上述的多晶PZT薄膜构成的情况相比可以减小相对介电常数，并且由于减小的寄生电容所致，可以提高发电效率。此外，对于用于制造根据本实施例的发电器件的方法来说，提供了关于悬臂部22的材料的更大数量的选项。因此，增大了发电器件的设计自由度，可以容易地制造具有期望的振动特性的发电器件，并且可以实现具有各种各样的振动特性的发电器件。 此外，对于用于制造根据本实施例的发电器件的方法来说，在接合步骤中，Au层用作接合层51。通过使用Au层构成下部电极24a,下部电极24a的Au层和接合层51的Au层(换句话说，各个Au层)可以通过常温接合等在低温下直接接合在一起。因此，可以实现较低的处理温度，并且在接合步骤期间可以防止铁电膜24b的特性劣化。或者，由环氧树脂等制成的树脂层可以用作为在接合步骤中的接合层51，在这种情况下，与共晶接合等相比可以在较低的温度下进行接合。此外，各个Au层的直接接合不限于常温接合，替代地可以通过施加适当的热量(例如，100°C)和适当的载荷来执行。此外，对于用于制造根据本实施例的发电器件的方法来说，由于铁电膜24b的铁电材料是铅基压电材料，并且单晶MgO衬底、单晶SrTiO3衬底和蓝宝石衬底中的任一个用作第二衬底40，所以可以形成是具有有利结晶度的压电膜的铁电膜24b。此外，由于单晶硅衬底用作第一衬底20，所以可以提高可靠性并且可以实现成本降低。
作为第一衬底20，例如，如图7中所示，也可以使用SOI衬底120，其包括在单晶硅所构成的支撑衬底120a上的氧化硅膜所构成的绝缘层(嵌入氧化膜)120b上的单晶硅层(有源层)120c。在这种情况下，当在制造期间形成悬臂部22时，通过使用SOI衬底120的绝缘层120b作为蚀刻阻挡层，可以提高悬臂部22的厚度的精度，与此同时，可以提高可靠性并可以实现成本降低。此外，可以使用选自由金属衬底(例如，SUS衬底或Ti衬底)、玻璃衬底和聚合物衬底所组成的组的衬底作为第一衬底20。虽然可以通过使用这些衬底中的任一个来实现可靠性的提高，但是从机械强度的角度来看优选地使用金属衬底或玻璃衬底。作为聚合物衬底的聚合物，例如，可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯。同时，对于根据本实施例的发电器件来说，由于锤部23设置在悬臂部22的前端部，与未提供锤部23的情况相比可以增大发电。可以采用在剥离步骤之后执行使用粘合剂等将锤部23粘合至第一衬底20的悬臂部22的前端部的粘合步骤的安排。在这种情况下，由于在剥离步骤之后锤部23粘合至悬臂部22的前端部，所以增大了锤部23的形状和材料 的相应的设计自由度。因此，可以制造具有甚至更大发电的发电器件，并且由于可以分别自由地制造悬臂部22和锤部23，所以可以实现制造工艺的更高的自由度。(第二实施例)首先，将会参照图8F描述根据本实施例的铁电器件，随后将会参照图8描述制造方法。如图8F中所示，根据本实施例的铁电器件包括形成在第一衬底20的一个表面侧(第一表面侧)上的下部电极24a、形成在下部电极24a与第一衬底20的相对侧上的铁电膜24b、以及形成在铁电膜24b与下部电极24a侧的相对侧上的上部电极24c。在这种情况下，铁电膜24b由晶格常数不同于第一衬底20的铁电材料形成。此外，用相同的附图标记来表示与第一实施例中的那些类似的铁电器件的部件。根据本实施例的铁电器件是热电器件，且铁电膜24b是热电膜。根据本实施例的热电器件采用是铅基氧化物铁电体类型的PZT作为铁电膜24b的铁电材料(热电材料)，并且使用(100)面构成所述一个表面(第一表面)的单晶娃衬底作为第一衬底20。然而，铅基氧化物铁电体并不限于PZT和PZT-PLT，替代地也可以采用PLT、PZT-PMN、或另一添加杂质的PZT基铁电体。在任一情况下，铁电膜24b的热电材料是晶格常数不同于第一衬底20的晶格常数的铁电材料(诸如PZT、PZT-PMN、或添加杂质的PZT等铅基氧化物铁电体)。此外，用作第一衬底20的硅衬底不限于单晶硅衬底，替代地也可以是多晶娃衬底。此外，在本实施例中，采用Au作为下部电极24a的材料，采用诸如Ni_Cr、Ni和乌银(niello)等导电红外吸收材料作为上部电极24c的材料，并且下部电极24a、热电膜24b和上部电极24c构成感测元件230。然而，这些材料并不限于特定材料，并且，例如，可以采用Al、Cu等作为下部电极24a的材料。在采用上述的导电红外吸收材料作为上部电极24c的材料的情况下，上部电极24c兼作红外吸收膜。此外，第一衬底20并不限于单晶硅衬底，替代地也可以使用选自由金属衬底(例如，SUS衬底或Ti衬底)、玻璃衬底和聚合物衬底组成的组中的衬底。例如，可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亚胺作为聚合物衬底的聚合物。
当使用上述的热电器件作为热电红外传感器时，例如，如图9A至9D中所示，支撑包括在第一衬底20的所述一个表面(第一表面)侧上的感测元件230的第一衬底20的支撑衬底210可以接合至第一衬底20的另一表面侧(第二表面侧)。优选地，用于热绝缘的腔体211形成在支撑衬底210中，以使感测元件230和支撑衬底210互相热绝缘。在这种情况下，可以使用选自由单晶硅衬底、玻璃衬底、和聚合物衬底(例如，PET衬底)组成的组中的衬底作为支撑衬底210。或者，用于热绝缘的腔体211可以形成在第一衬底20上而无需设置支撑衬底210。当在第一衬底20上设置腔体211时，可以通过从第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)的侧面蚀刻或者从第一衬底20的所述另一表面侧(第一表面侧)的侧面蚀刻来形成腔体211。上述的如图9A和9B中所示配置的热电红 外传感器包括感测元件230。另一方面，如图9A和9B中所示配置的热电红外传感器是其中多个感测元件230布置为二维阵列并且其中每一感测元件230构成一个像素的红外阵列传感器(红外图像传感器)。此外，在根据本实施例的热电器件中，下部电极24a的厚度设定为lOOnm，铁电膜24b的厚度设定为I ii m至3 ii m,且上部电极24c的厚度设定为50nm。然而,这些数值仅仅是示例，且没有特别地限制。利用根据本实施例的热电器件，如果Y [C/(cm2 !()]表示铁电膜24b的热电系数，￡表示介电常数，且Fy [C/(cm2 *J)]表示热电器件的性能指数，则满足由Fy - y/e所表示的关系式，其中，铁电膜24b的热电系数Y越大，则热电器件的性能指数Fy越大。在下文中，在参照图8描述用于制造是根据本实施例的铁电器件的热电器件的方法的时候，将会适当地省略与用于制造在第一实施例中所描述的铁电器件的方法中的那些类似的步骤的描述。首先，执行籽晶层形成步骤，在籽晶层形成步骤中，具有预定图案且由与铁电膜24b有良好的晶格一致性的金属材料(例如，Pt)制成的籽晶层124c形成在由单晶MgO衬底制成的第二衬底40的所述一个表面侧(第一表面侧)上，与第一衬底20相比，单晶MgO衬底与铁电膜24b具有更好的晶格一致性。随后，通过执行铁电层形成步骤，获得了图8A中所示的结构，在铁电层形成步骤中，铁电膜24b的由铁电材料(例如，PZT)制成的铁电层124b形成在第二衬底40的所述一个表面侧(第一表面侧)上。在这种情况下，虽然(001)面构成所述一个表面(第一表面)的单晶MgO衬底用作第二衬底40，但是第二衬底40并不限于此，替代地可以采用(001)面构成所述一个表面侧(第一表面侧)的单晶SrTiOJf底或者(0001)面构成所述一个表面(第一表面)的蓝宝石衬底。在上述的铁电层形成步骤之后，通过首先执行下部电极形成步骤，获得图SB中所示的结构，在下部电极形成步骤中，下部电极24a形成在铁电层124b上，然后执行下部电极24a和第一衬底20经由接合层51接合在一起的接合步骤。在这个接合步骤中，以与第一实施例类似的方式，在布置由第一 Au层和接合层51构成的下部电极24a之后，可以通过常温接合将下部电极24a和结合层51接合在一起，在接合层51上，第二 Au层形成在接合层51的最外表面上以互相相对。另外,在接合步骤中，用于将下部电极24a和第一衬底20接合在一起的接合层51的材料并不限于能与下部电极24a直接接合的金属。例如，可以采用室温固化树脂粘合剂(例如，双组分室温固化环氧树脂基粘合剂或单组分室温固化环氧树脂基粘合剂)作为接合层51的材料，下部电极24a和第一衬底20可以经由接合层51在常温下接合。即使在这种情况下，也可以以类似于常温接合的方式实现较低的接合温度。此外，接合层51的树脂粘合剂不限于室温固化树脂粘合剂，例如，只要树脂粘合剂的固化温度不超过150°C，就可以使用热固性树脂接合(例如，热固性环氧树脂基粘合剂)。在上述的接合步骤之后，如图SC中所示，执行转印步骤，在转印步骤中，从第二衬底40的另一表面侧照射具有穿透第二衬底40的预定波长的激光射束LB，以将铁电膜24b和籽晶层124c转印至第一衬底20的所述一个表面侧上，铁电膜24b在铁电层124b之中且与籽晶层124c重叠。在上述的转印步骤中，以与第一实施例类似的方式，采用具有穿透第二衬底40的、被籽晶层124c反射且被第二部分24b2吸收的波长的射束作为具有预定波长的激光射束LB，第二部分24b2在铁电层124b之中且不与籽晶层124c重叠。 在上述的转印步骤之后，通过执行剥离步骤，获得了图8D中所示的结构，在剥离步骤中，拉动第一衬底20和第二衬底40使其相互远离以分离第二衬底40。在上述的剥离步骤之后，通过执行通过离子射束蚀刻等去除籽晶层124c的籽晶层去除步骤，获得了图8E中所示的结构。在这个情况下，因为Pt膜典型地反射红外线，所以去除了杆晶层124c。在上述的籽晶层去除步骤之后，通过由溅射、气相沉积、CVD等形成由Ni-Cr、Ni、乌银等制成的上部电极24c，获得了如图8F中所示构造的热电器件。在图8F中所示的结构中，上部电极24c也起到作为红外吸收膜的功能。在获得了如图8F中所示构造的热电器件之后，通过在设置有用于热绝缘(热量绝缘)的腔体211的支撑衬底210 (参照图9A至9D)上粘贴热电器件并且适当地构图，获得了热电红外传感器。或者，在获得如图8F中构造的热电器件之后，可以通过从所述一个表面侧(第一表面侧)或从所述另一表面侧(第二表面侧)蚀刻第一衬底20以形成用于热绝缘(热量绝缘)的腔体。对于用于制造根据本实施例的铁电器件(热电器件)的方法来说，不管用于第一衬底20的衬底材料如何，都可以提高铁电膜24b的结晶度和性能(在这种情况下，热电系数Y )，可以实现成本降低并且可以简化制造工艺。基本上，与使用薄膜形成技术在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上形成铁电膜24b的情况相比，可以增大铁电膜24b的热电系数Y。此外，通过使用机械强度高于第二衬底40的第一衬底20，可以提供高可靠性的发电器件。此外，由于在转印步骤中仅可以转印在铁电层124b之中且在籽晶层124c上的铁电膜24b，通过使籽晶层124c的预定图案符合铁电膜24b的期望图案，在转印步骤之后不需要提供使用光刻技术和蚀刻技术构图铁电膜24b的步骤。因此，可以简化制造工艺并且可以实现成本降低。此外，由于在转印步骤之后的剥离步骤中剥离了第二衬底40，所以可以重复使用在单晶MgO衬底的情况下昂贵的第二衬底40，并且可以实现成本降低。此外，对于根据本实施例的制造方法来说，与第一实施例类似，通过采用能实现下部电极24a的直接接合的金属作为接合层51的材料、在接合步骤之前在第一衬底20的所述一个表面侧(第一表面侧)上构图接合层51、以及仅在对应于铁电膜24b和下部电极24a的部分中形成接合层51，可以仅接合形成接合层51的第一衬底20的位置。因此，可以减小铁电层124b的表面的高差效应并且增大接合可靠性。此外，以更可靠地防止铁电层124b的第二部分24b2在转印步骤中被转印。此外，用于制造根据本实施例的铁电器件的方法能类似地降低接合步骤的处理温度并且防止在接合步骤期间铁电膜24b的物理特性的变化(铁电膜24b的特性的劣化)。在这种情况下，由于接合步骤的处理温度并不限于常温(室温)，并且例如，等于或低于铁电膜24b的居里温度的一半的温度(在PZT的情况下，约为350°C )能可靠地防止铁电膜24b的物理性质的变化，接合步骤并不限于直接接合和常温接合，其中替代地可以执行将适当的载荷应用于不超过150°C的加热状态中。此外，在铁电膜24b的热电材料是铅基氧化物铁电体的情况下，通过使用单晶MgO衬底、单晶SrTiO3衬底和蓝宝石衬底中的任一个作为第二衬底40，可以形成具有有利结晶度的铁电膜24b。另外，通过使用比第二衬底40廉价的硅衬底(单晶硅衬底或多晶硅衬底)、 SOI衬底、玻璃衬底、金属衬底、聚合物衬底等作为第一衬底20，可以实现成本降低。附图标记说明20 第一衬底24a 下部电极24b 铁电膜(第一部分)24b2 第二部分24c 上部电极40 第二衬底51 接合层124b 铁电层124c 籽晶层LB激光射束
权利要求
1.一种用于制造铁电器件的方法，其中，所述铁电器件包括 下部电极，其形成在第一衬底的ー个表面侧上， 铁电膜，其形成在所述下部电极与所述第一衬底侧的相对侧上，以及 上部电极，其形成在所述铁电膜与所述下部电极侧的相对侧上， 其中，所述铁电膜包括铁电材料， 其中，所述方法包括 形成籽晶层的籽晶层形成步骤，所述籽晶层在第二衬底的ー个表面侧上具有预定图案且由金属材料制成； 在所述籽晶层形成步骤之后，在所述第二衬底的所述ー个表面侧上形成由所述铁电材料制成的铁电层的铁电层形成步骤； 在所述铁电层形成步骤之后，在所述铁电层上形成所述下部电极的下部电极形成步骤； 在所述下部电极形成步骤之后，经由接合层接合所述下部电极和所述第一衬底的接合步骤； 在所述接合步骤之后，通过从所述第二衬底的另ー表面侧照射具有预定波长的激光射束，将所述铁电膜和所述籽晶层转印至所述第一衬底的所述ー个表面侧上的转印步骤，其中所述铁电膜由所述铁电层的第一部分形成，所述第一部分重叠在所述籽晶层上， 其中，具有所述预定波长的所述激光射束是具有一波长的射束， 其中，所述射束穿透所述第二衬底、被所述籽晶层反射、并且还被所述铁电层的第二部分吸收，所述第二部分不重叠在所述籽晶层上。
2.根据权利要求I所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述铁电材料的晶格常数与所述第一衬底的晶格常数不同。
3.根据权利要求I或2所述的用于制造铁电器件的方法，其中，与所述第一衬底相比，所述第二衬底与所述铁电膜呈现出更大的一致性。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述籽晶层与所述铁电膜呈现出令人满意的晶格一致性。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述接合层的所述材料是配置成与所述下部电极直接接合的金属，并且所述接合层的图案在所述接合步骤之前形成在所述第一衬底的所述ー个表面侧上。
6.根据权利要求I至4中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，采用室温固化树脂粘合剂作为所述接合层的所述材料。
7.根据权利要求I至6中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述铁电材料是PZT。
8.根据权利要求I至7中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述第二衬底是MgO衬底。
9.根据权利要求I至8中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述激光射束的所述预定波长至少是400nm。
10.根据权利要求I至9中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述激光射束是飞秒激光、KrF准分子激光的三次谐波、ArF准分子激光的三次谐波以及飞秒激光的三次谐波中的任ー个。
11.根据权利要求I至10中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述铁电膜是压电膜，并且所述籽晶层用作所述上部电极。
12.根据权利要求I至10中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述铁电膜是热电膜，在所述转印步骤之后执行去除所述籽晶层的籽晶层去除步骤，并且随后执行上部电极形成步骤，在所述上部电极形成步骤中，由红外吸收材料制成的所述上部电极形成在所述铁电膜上。
13.根据权利要求I至12中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中， 所述铁电膜的晶格常数与所述第一衬底的晶格常数具有第一差值， 所述铁电膜的所述晶格常数与所述第二衬底的晶格常数具有第二差值，并且 所述第二差值小于所述第一差值。
14.根据权利要求I至13中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中，所述籽晶层由Pt或Al制成。
15.根据权利要求I至14中的任一项所述的用于制造铁电器件的方法，其中， 所述第二衬底具有在所述第二衬底的所述ー个表面上的第一区域和第二区域，并且 具有所述预定图案的所述籽晶层覆盖所述第一区域，因此，具有所述预定图案的所述籽晶层暴露出所述第二区域。
16.根据权利要求15所述的用于制造铁电器件的方法，其中， 所述铁电层的所述第一部分与所述第一区域重叠，并且 所述铁电层的所述第二部分与所述第二区域重叠。
全文摘要
在第二衬底的一个表面侧上形成具有预定图案的籽晶层，并且在所述第二衬底的所述一个表面侧上形成铁电层。在所述铁电层上形成下部电极，并且经由接合层来接合所述下部电极和第一衬底。从所述第二衬底的另一表面侧照射具有预定波长的激光射束以将所述铁电层的与籽晶层重叠的铁电膜以及所述籽晶层转印至所述第一衬底的所述一个表面侧上。所述激光射束是具有一波长的射束，在这里，所述射束穿透所述第二衬底、被所述籽晶层反射、并且还被所述铁电层的第二部分吸收。所述第二部分不与所述籽晶层重叠。
文档编号H01L27/105GK102859737SQ20118001671
公开日2013年1月2日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月31日
发明者松岛朝明, 山内规裕, 小川纯矢, 相泽浩一 申请人:松下电器产业株式会社