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公開番号2025098297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2022073800
出願日2022-04-27
発明の名称膜構造体及びその製造方法
出願人アドバンストマテリアルテクノロジーズ株式会社,I-PEX Piezo Solutions株式会社
代理人個人
主分類H10N 30/074 20230101AFI20250625BHJP()
要約【課題】基板上にバッファ膜を介して形成された金属膜を有する膜構造体において、より広い成膜条件で、バッファ膜の配向方向を一定方向に揃え、金属膜の配向方向を一定方向に揃えることができる膜構造体を提供する。
【解決手段】膜構造体10は、基板11上に形成されたバッファ膜12と、バッファ膜12上に形成された金属膜13と、を有する。基板11は、Si(100)基板、又は、Si(100)膜よりなるSOI層を含むSOI基板、である。バッファ膜12は、基板11上にエピタキシャル成長したZrO₂を含む。バッファ膜12の厚さは、43～100nmであり、金属膜13の厚さに対するバッファ膜12の厚さの比は、0.29～0.67である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたバッファ膜と、
前記バッファ膜上に形成された金属膜と、
を有し、
前記基板は、Ｓｉ（１００）基板、又は、Ｓｉ基板よりなる基体と、前記基体上の絶縁層と、前記絶縁層上のＳｉ（１００）膜よりなるＳＯＩ層と、を含むＳＯＩ基板、であり、
前記バッファ膜は、前記基板上にエピタキシャル成長したＺｒＯ
２
を含み、
前記バッファ膜の厚さは、４３～１００ｎｍであり、
前記金属膜の厚さに対する前記バッファ膜の厚さの比は、０．２９～０．６７である、膜構造体。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
請求項１に記載の膜構造体において、
前記金属膜は、前記バッファ膜上にエピタキシャル成長したＰｔを含む、膜構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の膜構造体において、
前記金属膜は、（１００）配向したＰｔを含む、膜構造体。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の膜構造体において、
前記金属膜上に形成されたＳｒＲｕＯ
３
膜を有し、
前記ＳｒＲｕＯ
３
膜は、立方晶の結晶構造を有し、且つ、（１００）配向している、膜構造体。
【請求項５】
（ａ）基板を準備するステップ、
（ｂ）前記基板上にバッファ膜を形成するステップ、
（ｃ）前記バッファ膜上に金属膜を形成するステップ、
を有し、
前記（ａ）ステップでは、Ｓｉ（１００）基板、又は、Ｓｉ基板よりなる基体と、前記基体上の絶縁層と、前記絶縁層上のＳｉ（１００）膜よりなるＳＯＩ層と、を含むＳＯＩ基板、を準備し、
前記（ｂ）ステップでは、前記基板上にエピタキシャル成長したＺｒＯ
２
を含む前記バッファ膜を形成し、
前記バッファ膜の厚さは、４３～１００ｎｍであり、
前記金属膜の厚さに対する前記バッファ膜の厚さの比は、０．２９～０．６７である、膜構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の膜構造体の製造方法において、
前記（ｃ）ステップでは、前記バッファ膜上にエピタキシャル成長したＰｔを含む前記金属膜を形成する、膜構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の膜構造体の製造方法において、
前記（ｃ）ステップでは、（１００）配向したＰｔを含む前記金属膜を形成する、膜構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の膜構造体の製造方法において、
（ｄ）前記金属膜上にＳｒＲｕＯ
３
膜を形成するステップ、
を有し、
前記（ｄ）ステップでは、立方晶の結晶構造を有し、且つ、（１００）配向した前記ＳｒＲｕＯ
３
膜を形成する、膜構造体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜構造体及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
基板と、基板上に形成されたバッファ膜と、バッファ膜上に形成された金属膜と、を有する膜構造体として、シリコン（Ｓｉ）基板と、Ｓｉ基板上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ
２
）を含むバッファ膜と、バッファ膜上に形成された白金（Ｐｔ）を含む金属膜と、を有する膜構造体が知られている。また、更に金属膜上に形成された圧電体膜を有する膜構造体が知られている。
【０００３】
特開２０１８－８１９７５号公報（特許文献１）には、膜構造体において、シリコン基板と、シリコン基板上に形成されたジルコニウムを含む第１膜と、第１膜上にエピタキシャル成長した酸化ジルコニウムを含む第２膜と、第２膜上にエピタキシャル成長した白金を含む第１導電膜と、第１導電膜上にエピタキシャル成長した圧電膜と、を有する技術が開示されている。
【０００４】
特開２０１５－２５１６６号公報（特許文献２）には、結晶膜において、Ｚｒ膜と、Ｚｒ膜上に形成されたＺｒＯ
２
膜とＹ
２
Ｏ
３
膜を積層した積層膜またはＹＳＺ膜と、を具備し、積層膜またはＹＳＺ膜をＸ線回折で評価した際のピークの半値幅が０．０５°～２．０°である技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－８１９７５号公報
特開２０１５－２５１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び上記特許文献２に記載された技術では、膜構造体は、シリコン層上又はシリコン基板上に形成されたＺｒＯ
２
を含むバッファ膜と、バッファ膜上に形成されたＰｔを含む金属膜と、を有する。また、上記特許文献１に記載された技術では、金属膜の厚さは１００ｎｍであり、バッファ膜の厚さの好適な範囲は１３～２２ｎｍである。
【０００７】
しかしながら、基板サイズ等の成膜条件によっては、バッファ膜上に形成される金属膜の配向方向を一定方向に揃えにくくなる。このような場合であって、金属膜上に更に圧電体膜を形成するときは、金属膜上に形成される圧電体膜の配向方向も一定方向に揃えにくくなる。
【０００８】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、基板上にバッファ膜を介して形成された金属膜を有する膜構造体において、より広い成膜条件で、バッファ膜の配向方向を一定方向に揃え、金属膜の配向方向を一定方向に揃えることができる膜構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明の一態様としての膜構造体は、基板と、基板上に形成されたバッファ膜と、バッファ膜上に形成された金属膜と、を有する。基板は、Ｓｉ（１００）基板、又は、Ｓｉ基板よりなる基体と、基体上の絶縁層と、絶縁層上のＳｉ（１００）膜よりなるＳＯＩ層と、を含むＳＯＩ基板、である。バッファ膜は、基板上にエピタキシャル成長したＺｒＯ
２
を含む。バッファ膜の厚さは、４３～１００ｎｍであり、金属膜の厚さに対するバッファ膜の厚さの比は、０．２９～０．６７である。
（【００１１】以降は省略されています）

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