膜构造体以及电子器件的制作方法

文档序号:40112187发布日期:2024-11-27 11:59阅读:36来源:国知局
技术简介:
本发明针对在Si(100)基板上难以实现钛铁矿结构压电体膜垂直极化方向的问题,通过引入ZrO₂缓冲层和金属膜(如Pt)作为中间层,调控晶体取向,使压电体膜(LiNbO₃/LiTaO₃)的c轴垂直于基板,实现极化方向对齐。该方案解决了传统技术在Si(100)基板上压电体膜取向困难的难题,适用于高精度电子器件。
关键词:压电体膜取向,缓冲层结构

本发明涉及膜构造体以及电子器件。


背景技术:

1、已知具有基板和在基板上成膜的压电体膜的膜构造体、以及具备该膜构造体的电子器件。此外,作为压电体膜,已知铌酸锂(linbo3)等具有钛铁矿构造的压电体膜。

2、在日本特开2013-173647号公报(专利文献1)中,公开了以下技术:在电介质层叠薄膜中,在单结晶si(111)基板面上,形成有以氧化锆(zro2)为主要分量的外延生长的至少一层基底膜,在基底膜上,形成有由钛铁矿构造的电介质材料构成的外延生长的钛铁矿构造膜。

3、在日本特开2016-109856号公报(专利文献2)中,公开了以下技术:具有单结晶基板、电介质层、和设置于单结晶基板与电介质层之间的缓冲层,电介质层为铌酸锂(linbo3)或者钽酸锂(litao3),构成电介质层的结晶的c轴相对于单结晶基板的主面大致平行,缓冲层为六方晶的linbo2或者litao2,构成缓冲层的结晶的c轴相对于单结晶基板的主面大致平行。

4、在先技术文献

5、专利文献

6、专利文献1:日本特开2013-173647号公报

7、专利文献2:日本特开2016-109856号公报


技术实现思路

1、-发明要解决的课题-

2、在上述专利文献1所记载的技术中,在si(111)基板上,压电体膜即linbo3膜c轴取向,压电体膜的极化方向取向为与基板垂直。这样,在si(111)基板上,能够使具有钛铁矿构造的压电体膜的极化方向对齐于与基板垂直的方向。另一方面,也存在以下情况:取代si(111)基板,优选在作为通用且廉价的半导体基板的si(100)基板上,使具有钛铁矿构造的压电体膜的极化方向对齐于与基板垂直的方向,但是难以在si(100)基板上使具有钛铁矿构造的压电体膜的取向方向对齐于与基板垂直的方向。

3、本发明是为了解决上述那样的现有技术的问题点而提出的,其目的在于,提供一种膜构造体,在具有在基板上成膜的压电体膜的膜构造体中,即使在基板为si(100)基板并且压电体膜具有钛铁矿构造的情况下,也能够使压电体膜的极化方向对齐于与基板垂直的方向。

4、-用于解决课题的手段-

5、若简单说明本申请中公开的发明之中的代表性的方案的概要,则如下那样。

6、作为本发明的一方式的膜构造体具有:基板;缓冲膜,形成于基板上;和压电体膜,形成于缓冲膜上,基板是si(100)基板或者soi基板,该soi基板包含由si基板构成的基体、基体上的绝缘层、和绝缘层上的由si(100)膜构成的soi层,缓冲膜包含zro2,压电体膜包含c轴取向的linbo3或者litao3。

7、此外,作为另一方式,该膜构造体也可以具有形成于缓冲膜与压电体膜之间的金属膜。

8、此外,作为另一方式,金属膜也可以包含(100)取向的pt。

9、此外,作为另一方式,金属膜也可以是pt膜、mo膜、w膜、ru膜或者cu膜。

10、此外,作为另一方式,该膜构造体也可以具有形成于金属膜与压电体膜之间的srruo3膜,srruo3膜具有立方晶的结晶构造,并且(100)取向。

11、作为本发明的一方式的电子器件是具备该膜构造体的电子器件。

12、作为本发明的一方式的电子器件是具备该膜构造体的电子器件,该膜构造体具有梳齿电极,该梳齿电极形成于压电体膜的上表面或者下表面。

13、此外,作为另一方式,该膜构造体也可以具有形成于基板上的匹配层。

14、此外,作为另一方式,也可以在压电体膜的下部设置有中空部。

15、此外,作为另一方式,膜构造体也可以具有:上部电极,形成于压电体膜的上部;和下部电极,形成于压电体膜的下部。

16、此外,作为另一方式,上部电极与下部电极的重叠部分的面积也可以比中空部的面积小。

17、此外,作为另一方式,上部电极与下部电极的重叠部分的面积也可以为中空部的面积的1/2以下。

18、此外,作为另一方式,膜构造体也可以具有形成于基板上的匹配层。

19、此外,作为另一方式,匹配层也可以由随着温度的上升而硬度增加的材料构成。

20、此外,作为另一方式,材料也可以是si化合物。

21、-发明效果-

22、通过应用本发明的一方式,在具有在基板上成膜的压电体膜的膜构造体中,即使在基板为si(100)基板并且压电体膜具有钛铁矿构造的情况下,也能够使压电体膜的极化方向对齐于与基板垂直的方向。



技术特征:

1.一种膜构造体,其特征在于,具有:

2.根据权利要求1所述的膜构造体,其中,

3.根据权利要求2所述的膜构造体,其中,

4.根据权利要求2所述的膜构造体,其中,

5.根据权利要求3所述的膜构造体,其中,

6.一种电子器件,其特征在于,

7.一种电子器件,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的电子器件,其中,

9.根据权利要求6所述的电子器件,其中,

10.根据权利要求9所述的电子器件,其中,

11.根据权利要求10所述的电子器件,其中,

12.根据权利要求10所述的电子器件,其中,

13.根据权利要求9所述的电子器件,其中,

14.根据权利要求8所述的电子器件,其中,

15.根据权利要求14所述的电子器件,其中,


技术总结
膜构造体(10)具有:Si层(12a);ZrO<subgt;2</subgt;层(12b),是形成于Si层(12a)上、包含ZrO<subgt;2</subgt;的缓冲膜;和压电体膜(11),形成于ZrO<subgt;2</subgt;层(12b)上,Si层(12a)是Si(100)基板、或者包含由Si基板构成的基体、基体上的绝缘层、和绝缘层上的由Si(100)膜构成的SOI层的SOI基板中的SOI层,压电体膜(11)包含c轴取向的LiNbO<subgt;3</subgt;或者LiTaO<subgt;3</subgt;。

技术研发人员:饭塚猛,安藤阳,小西晃雄
受保护的技术使用者:日商爱伯压电对策股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
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