电子元件及其制造方法技术

本发明专利技术不使用外延生长法等高成本的成膜方法便可制作具有高结晶度的功能膜的电子元件。该元件具备衬底、设置在衬底上的下部导电膜、设置在下部导电膜上的功能膜以及设置在下部导电膜与功能膜之间的结晶性阻挡膜。根据本发明专利技术，由于下部导电膜的结晶度和材料的选择不会影响功能膜结晶度，因而能够将铝（Ａｌ）等廉价的金属用作下部导电膜的材料，并且采用低成本的方法也可以使之形成。因此，本发明专利技术不采用外延生长法等高成本的成膜方法便能够提高功能膜１３的结晶度。作为结晶性阻挡膜，可以使用具有无定型结构的材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及薄膜电容器、铁电体不挥发性存储器、薄膜体波振荡器(film bulk resonator)等装备了具有铁电性或者压电性的功能膜的。
技术介绍
在薄膜电容器、铁电体不挥发性存储器、薄膜体波振荡器等电子元件中，往往使用由铁电体材料或者压电材料构成的功能膜。例如，薄膜体波振荡器具有通过上下2个导电膜(上部导电膜以及下部导电膜)夹持由压电材料构成的功能膜的结构，通过向这些导电膜外加高频信号，从而可以用作高通滤波器。为了在这样的电子元件中获得良好的器件特性，需要使用结晶度高的功能膜。作为提高功能膜结晶度的方法，一般使用如下方法提高成为功能膜基底的下部导电膜的结晶度，并使其结晶度在功能膜的结晶度中反映出来的方法。例如，在美国专利第6475931号说明书以及特开2001-313535号公报中，公开了如下方法把下部导电膜的X射线摇摆曲线(X-ray rocking curve)的半峰宽设定为4.5°或以下，并通过反映其结晶度而将功能膜的X射线摇摆曲线的半峰宽设计为3.5°或以下。另外，作为具有良好结晶度的下部导电膜的形成方法，在日本专利第3310881号公报以及特开平11-312801号公报中也有记载。然而，为了使下部导电膜的结晶度充分地反映在功能膜上，作为功能膜的成膜方法，需要使用外延生长法之类的高成本的成膜方法。而且外延生长法的成膜速率较慢，因此，使用该方法形成功能膜时，还存在生产效率低下的问题。再者，为使下部导电膜的结晶度反映在功能膜上，作为下部导电膜的材料，还需要使用与功能膜的结晶匹配性高的材料，例如白金(Pt)和铱(Ir)等价格昂贵的材料，这成为问题的是提高了材料的成本。另外，下部导电膜的表面粗糙度大时，下部导电膜的结晶度就不能准确地反映在功能膜上，因此，有时还需要通过研磨等使下部导电膜的表面变得平滑。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可提高功能膜的结晶度而与下部导电膜的结晶度无关的电子元件。此外，本专利技术的另一目的是提供一种不使用外延生长法等高成本的成膜方法而能够形成结晶度高的功能膜的电子元件的制造方法。根据本专利技术的电子元件，其特征在于该元件具有衬底，设置在所述衬底上的下部导电膜，设置在所述下部导电膜上的功能膜，设置在所述下部导电膜和所述功能膜之间的结晶性阻挡膜(crystallinity barrier film)。根据本专利技术，由于在下部导电膜和功能膜之间设置有结晶性阻挡膜，因而下部导电膜的结晶度和材料的选择不会影响功能膜的结晶度。由此，可以使用铝(Al)等廉价的金属作为下部导电膜的材料，并且采用低成本的方法也可以使之形成，因而不使用外延生长法等高成本的成膜方法就能够提高功能膜的结晶度。因此，例如即使下部导电膜的X射线摇摆曲线的半峰宽为5°或以上、下部导电膜的表面粗糙度为15或以上，也可以将功能膜的X射线摇摆曲线的半峰宽设计为3°或以下。在本专利技术中，上述结晶性阻挡膜优选由具有无定型结构的材料所构成，特别是更优选由含有硅(Si)和氧(O)以及氮(N)中的至少一种元素的材料或者非晶硅所构成。这是因为这些材料廉价而且还容易成膜。在本专利技术中，上述结晶性阻挡膜的厚度为50nm或以上，而且优选不高于上述功能膜的厚度。如果把结晶性阻挡膜的厚度设定在上述范围内，则可以降低对电子元件的特性带来的影响，而且能够阻挡下部导电膜的结晶度将产生的影响，同时还能覆盖存在于下部导电膜的表面的凹凸部位。特别优选上述结晶性阻挡膜的厚度为150nm或以上。如果把结晶性阻挡膜的厚度设定为150nm或以上，则能够基本上完全地阻挡下部导电膜的结晶度将产生的影响，同时还能更加可靠地覆盖住存在于下部导电膜表面的凹凸部位。更进一步说，上述结晶性阻挡膜的厚度更优选为上述功能膜厚度的一半或以下。这样一来，可以更进一步降低对电子元件的特性带来的影响。根据本专利技术的电子元件的制造方法，其特征在于具有下列工序在衬底上形成下部导电膜的工序，在上述下部导电膜上形成具有无定型结构的结晶性阻挡膜的工序，在上述结晶性阻挡膜上形成功能膜的工序。在这种情况下，优选上述下部导电膜、上述结晶性阻挡膜以及上述功能膜都采用溅射法来形成。如上所述，根据本专利技术，由于下部导电膜的结晶度和材料的选择不会影响功能膜的结晶度，因而可以使用廉价的金属作为下部导电膜的材料，并且采用低成本的方法也可以使之形成。由此，本专利技术能够提供提供低成本、高性能的电子元件。附图说明图1是表示根据本专利技术优选的实施方案的电子元件10的结构的剖面略图。图2是使用具有衬底本体21以及在其表面上形成的声波多层膜22的衬底11的电子元件20的剖面略图。图3是表示根据本专利技术优选的其它实施方案的电子元件30的结构的剖面略图。图4是表示结晶性阻挡膜19的厚度与功能膜13的X射线摇摆曲线的半峰宽之间关系的曲线图。具体实施例方式下面参照附图就本专利技术优选的实施方案进行详细的说明。图1为表示根据本专利技术优选的实施方案的电子元件10的结构的剖面简图。如图1所示，根据本实施方案的电子元件10的构成是具有衬底11、设置在衬底11上的下部导电膜12、设置在下部导电膜12上的功能膜13、设置在功能膜13上的上部导电膜14，进而具有设置在下部导电膜12与功能膜13之间的结晶性阻挡膜19。如上所述，根据本实施方案的电子元件10由于具有通过下部导电膜12和上部导电膜14夹持功能膜13的结构，因此，如果将ZnO等压电材料用作功能膜13的材料，就有可能作为薄膜体波振荡器或者喷墨打印机用机头等电子元件加以利用。另外，如果将PZT等铁电体材料用作功能膜13的材料，就有可能作为铁电体不挥发性存储器和薄膜电容器等电子元件加以利用。再者，通过组合这样的电子元件10和其它的电路，可以构成高通滤波器或者双工器、RF部内装型通信用半导体集成电路等电子元件。在根据本专利技术的电子元件中，在下部导电膜12和功能膜13之间设置有结晶性阻挡膜19，由此功能膜13的结晶度就不会反映下部导电膜12的结晶度。这意味着不必像以前那样提高下部导电膜12的结晶度、将与功能膜13的结晶匹配性高的材料用作下部导电膜12的材料，进而不必通过研磨等工序使下部导电膜12的表面变得平滑。因此，不仅能够廉价地形成下部导电膜12，而且无需使用外延生长法进行功能膜13的成膜，因此，还能够低成本地形成功能膜13。下面就构成电子元件10的各要素进行详细的说明。衬底11衬底11可以使用硅(Si)或蓝宝石等单晶衬底、氧化铝或者AlTiC等陶瓷衬底、石英或玻璃衬底等。衬底11的材料可以从使用的工艺、目标元件的特性以及成本等方面进行适当的选择。例如，作为衬底11的材料，如果使用硅(Si)或者玻璃衬底，就能够廉价地获得电子元件用的衬底，而当工艺要求超过600℃的高温时，优选使用硅(Si)和石英。作为衬底11的材料，最优选使用廉价、且能够确保进行高度的晶片加工的Si单晶。衬底11还可以使用事先在表面上形成若干膜的衬底或者经过研磨等机械加工的衬底。以硅(Si)为代表，大多工业用衬底是经过表面研磨等机械加工的。另外，在在陶瓷衬底中，为了降低衬底的表面粗糙度，常常在表面形成膜或者进一步对该膜进行研磨，而这些衬底都可以加以使用。图2是使用具有衬底本体21以及在其表面上形成的声波多层膜22的衬底11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子元件，其特征在于：该元件具有：衬底，设置在所述衬底上的下部导电膜，设置在所述下部导电膜上的功能膜，以及设置在所述下部导电膜和所述功能膜之间的结晶性阻挡膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野口隆男，井上宪司，齐藤久俊，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]