压电体薄膜的制造方法以及经该制造方法所制造的压电体薄膜技术

本发明专利技术的具备含钪的氮化铝薄膜的压电体薄膜的制造方法包含在至少含有氮气的环境下用钪和铝进行溅射的溅射工序。在本发明专利技术的制造方法的溅射工序中，在基板温度为5℃～450℃的范围下，以使钪含有率处于0.5原子％～50原子％的范围内的形式，进行溅射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电体薄膜的制造方法，尤其涉及对基板上具备了添加有钪的氮化铝薄膜的压电体薄膜进行制造的制造方法。
技术介绍
利用压电现象来工作的器件被运用于广泛的领域中，在强烈需求小型化和省电化的便携式电话机等便携式设备中，其运用正在拓广。作为其一例，可以举出 IF(Intermediate Frequency 中频)和 RF(Radio Frequency 射频)用滤波器等。关于 IF及RF用滤波器的具体例，例如有采用了声表面波谐振器(SAWR =Surface Acoustic Wave Resonator)的滤波器，即SAW滤波器。SAff滤波器中使用的谐振器利用经固体表面传播的声波来工作，随着设计和生产技术的提高，SAff滤波器满足了用户的严格需求。然而，随着利用频率的高频化，SAff滤波器的特性提高已接近极限。对此，目前正在开发用以取代SAW滤波器的采用有薄膜体声波谐振器(FBAR: Film Bulk Acoustic Resonator)的 FBAR 滤波器，该 FBAR 滤波器是 RF-MEMS(Radio Frequency-Micro Electro Mechanical System MM - W^MM^t) 牛白勺胃巾―禾中。RF-MEMS是近年正受到瞩目的技术，其是将MEMS运用于RF前端(front-end)的技术。MEMS主要是将微小机械结构制作在半导体基板上，由此制作极小的促动器、传感器、谐振器等器件的技术。作为RF-MEMS器件其中之一的FBAR滤波器是借助谐振器工作的滤波器，该谐振器采用了表现出压电响应性的薄膜的厚度纵向振动模式。即，FBAR滤波器中采用的谐振器利用了以下的现象压电体薄膜根据输入的高频电信号而引起厚度上的纵向振动，且该振动在薄膜的厚度方向上引起谐振。因此FBAR滤波器能够在吉(Giga)赫兹频带进行谐振。具有该特性的FBAR滤波器实现了低损耗，并能够在广阔的频域进行工作，还实现了便携式设备进一步的小型化和省电化。另外，FBAR滤波器以外的、作为RF-MEMS器件的RF-MEMS电容器以及RF-MEMS开关等，也通过运用压电现象而实现了高频带上的低损耗、高阻断、低失真。专利文献1中还揭示了能在具备添加有作为第3成分的钪的氮化铝薄膜的压电体薄膜中，获得良好的压电响应性。(现有技术文献)专利文献1 日本国专利申请公开公报“特开2009-010926号公报” ；2009年1月15日公开。
技术实现思路
<本专利技术所要解决的问题>然而，在专利文献1所记载的压电体薄膜中，在把钪的原子数和氮化铝薄膜中铝的原子数的总量设为100原子％时，若钪的原子数处于35原子％ 40原子％的范围内，则压电响应性与不含有钪时相比，出现了降低(参照图1的(b))。即，专利文献1中记载的压电体薄膜仍有改良的余地。本专利技术是鉴于上述的问题而研发的，目的在于提供一种可制造压电体薄膜的制造方法，其中，该压电体薄膜具备了添加有钪的氮化铝薄膜，且钪的原子数即使处于35原子％ 40原子％的这一范围内，压电响应性与不含钪时的情况相比，也不会下降。〈用以解决问题的方案〉对于钪的原子数即使处于35原子％ 40原子％的范围内，压电响应性也不下降的压电体薄膜的制造方法，本专利技术的专利技术者们进行了锐意的研讨。结果发现，通过将溅射钪和铝时的基板温度控制在某温度范围内，压电体薄膜上的压电响应性便不会发生下降，由此完成了本专利技术。本专利技术是基于本领域的新颖见解而完成的，包括有以下的专利技术。为解决上述的问题，本专利技术的压电体薄膜的制造方法是，基板上具备含钪的氮化铝薄膜的制造方法，其特征在于，包含溅射工序在至少含有氮气的环境下，用铝和钪进行溅射，使得在将钪原子数与所述氮化铝薄膜中的铝原子数的总量设为100原子％时的钪含有率，处于0. 5原子％ 50原子％的范围内；并且在所述溅射工序中，所述基板的温度处于 5°C 450°C的范围内。通过上述技术结构，在将钪原子数与氮化铝薄膜中的铝原子数的总量设为100原子％时，即使钪含有率为35原子％ 40原子％，也能够防止压电体薄膜的压电响应性发生下降。另外，即使钪含有率为35原子％ 40原子％，也能够使压电响应性比不含有钪的氮化铝薄膜高。由此，不必在压电体薄膜的制造中仔细地设定钪含有率，因此具有容易制造具备含钪的氮化铝薄膜的压电体薄膜的这一效果。即，能够降低所制造的压电体薄膜的不良品发生率。〈专利技术效果〉如上所示的，在本专利技术的压电体薄膜的制造方法中，在至少含有氮气的环境下用铝和钪进行溅射，使得在将钪原子数与氮化铝薄膜中的铝原子数的总量设为100原子％时的钪含有率，处于0. 5原子％ 50原子％的范围内。并且，溅射时的基板温度处于5°C 450°C的范围内。由此，即使钪含有率为35原子％ 40原子％，也能够防止压电响应性低于不含钪时的压电响应性。本专利技术的其他目的、特征和优点在以下的记述中将会十分明了。另外，本专利技术的益处将通过以下结合附图的说明而变得明确。附图说明图1是表示本专利技术的压电体薄膜中的钪含有率与压电响应性之间的关系的图， (a)表示的是溅射工序时的基板温度为400°C时的情况，(b)表示的是溅射工序时的基板温度为580°C时的情况。图2是表示本专利技术的压电体薄膜的X射线衍射强度的图，(a)表示的是改变溅射工序时的基板温度时的情况，(b)表示的是改变钪含有率时的情况。图3是，基于实施例1中制作的压电体薄膜的X射线衍射谱、以及比较例1中制作的压电体薄膜的X射线衍射谱所算出的参数的图，(a)表示的是含&氮化铝的结晶晶格的c轴上长度，(b)表示的是含&氮化铝的X射线摇摆曲线的FWHM(Full Width at Half Maximum :半峰宽)。图4是表示用原子力显微镜所测定的实施例2以及比较例2中的表面粗糙度和结晶颗粒径的图；(a)表示的是基板温度为5801且&含有率为0原子％时的情况；(b)表示的是基板温度为580°C且Sc含有率为36原子％时的情况；(c)表示的是基板温度为580°C 且Sc含有率为43原子％时的情况；(d)表示的是基板温度为400°C且Sc含有率为0原子％ 时的情况；(e)表示的是基板温度为400°C且Sc含有率为36原子％时的情况；(f)表示的是基板温度为4001且&含有率为43原子％时的情况；(g)表示的是溅射时的基板温度分别为400°C和580°C时的，Sc含有率与含&氮化铝的颗粒径之间的关系图。图5是表示基板温度为常温(20 V )、200 V、400 V、450 V、500 V、580 °C时的，钪含有率为42%的含钪氮化铝薄膜的压电响应性的图。具体实施例方式以下，参照图1的(a)和(b)、图2的(a)和(b)来说明本专利技术的压电体薄膜。在说明本专利技术的压电体薄膜之前，以下先说明本说明书等中使用的术语等。本专利技术的压电体薄膜当用在利用压电现象工作的压电元件中时，其具体用途便无特别限定。例如能够用在SAW器件或RF-MEMS器件中。在此，本说明书等中的“压电体”是指，具备了根据施加的力学性应力来产生电位差的性质的，即具备压电性(以下也称压电响应性)的物质。另外，“压电体薄膜”是指具备上述性质的薄膜。此外，本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山守人，加纳一彦，敕使河原明彦，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：