(57)【要約】【課題】均質で絶縁性が高く、良好な特性を有する、導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料を提供する。【解決手段】絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ法により導電性複合酸化物膜を得るためのターゲットであって、
Ｌａの酸化物と、Ｎｉの酸化物と、Ｓｉ化合物と、を含む、ターゲット。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｓｉ化合物は、酸化物である、ターゲット。
【請求項３】
圧電体膜と、前記圧電体膜に電圧を印加する電極と、を有する圧電アクチュエータを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、
前記電極は、Ｌａと、Ｎｉと、Ｓｉと、を含む導電性複合酸化物からなる、インクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッドを備えた、インクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦスパッタ法に好適に用いられる絶縁性ターゲット材料、絶縁性ターゲット材料の製造方法、導電性複合酸化物膜およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ法によって複合酸化物膜を得るためのターゲットは、通常、以下のようにして得られる。例えば、一般式ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト型酸化物膜を得るためのターゲットは、Ａ元素およびＢ元素の酸化物原料を粉体にし、化学量論組成を考慮してこれらの酸化物原料を混合した後、これを焼結して得られる。このようなターゲットとしては、例えば特開平１０−１７６２６４号公報に開示されたものが知られている。この文献では、化学式ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト型酸化物のスパッタリングターゲットで、特定の相対密度と大きさを有するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本願発明者によれば、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜のためのターゲットを得る場合、Ａ元素およびＢ元素の酸化物原料を粉体にし、これらを所定の組成で混合・焼結しただけでは充分なターゲットが得られないことが判明した。
【０００５】
例えば、ＬａＮｉＯ3からなる導電性複合酸化物膜をＲＦスパッタ法（Radio  Frequency  Sputtering）によって形成するためのターゲットを公知の焼結法で形成した場合、以下の知見が得られた。すなわち、Ｌａの酸化物の粉体とＮｉの酸化物の粉体を１：１の組成比で混合した後、焼結して得られたターゲットは、ターゲット全体で絶縁性が均一ではなく、絶縁性の低い部分、すなわち周囲より導電性の高い部分ができていた。このようなターゲットを用いてＲＦスパッタを行うと、絶縁性の低い部分にプラズマが集中し、その結果、プラズマが集中した部分が溶解したり、プラズマの集中によりターゲットにクラックが生じたりして、ターゲットとして使用できないことが判明した。
【０００６】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その目的は、均質で絶縁性が高く、良好な特性を有する、導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、上述した絶縁性ターゲット材料を得ることができる製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて形成された導電性複合酸化物膜を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、本発明にかかる導電性複合酸化物膜を含むデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料は、
一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、
Ａ元素の酸化物と、Ｂ元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。
【００１１】
本発明の絶縁性ターゲット材料は、均質で絶縁性が高く、ＲＦスパッタ法に好適に適用できる。また、本発明の絶縁性ターゲット材料によれば、結晶配向性に優れ、しかも表面モフォロジーのよい導電性複合酸化物膜を得ることができる。
【００１２】
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
前記Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであることができる。
【００１３】
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
前記Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであることができる。
【００１４】
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
前記Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物であることができる。
【００１５】
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
さらに、Ｎｂ化合物を含むことができる。
【００１６】
本発明の絶縁性ターゲット材料において、
前記Ａ元素はＬａであり、前記Ｂ元素はＮｉであることができる。
【００１７】
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料の製造方法は、
一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料の製造方法であって、
Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とを混合し、混合された混合粉体を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程と、
前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、粉体を回収して第２粉体を得る工程と、
前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、
前記第３粉体を熱処理する工程と、
を含む。
【００１８】
本発明の製造方法によれば、均質で絶縁性の高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。
【００１９】
本発明の製造方法において、
前記溶液は、前記Ｓｉ原料および前記Ｇｅ原料の少なくとも一方を、２ないし１０モル％含むことができる。
【００２０】
本発明の製造方法において、
前記混合粉体を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
【００２１】
本発明の製造方法において、
前記第２粉体を熱処理する工程は、９００ないし１０００℃で行われることができる。
【００２２】
本発明の製造方法において、
前記第３粉体を熱処理する工程は、１０００ないし１５００℃で行われることができる。
【００２３】
本発明にかかる導電性複合酸化物膜は、
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタ法によって形成された導電性複合酸化物膜であって、一般式ＡＢＯ3で表され、かつ、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含むことができる。
【００２４】
本発明にかかるデバイスは、
基体と、
前記基体の上方に形成された、本発明にかかる導電性複合酸化物膜と、
を含む。
【００２５】
本発明におけるデバイスとは、本発明の導電性複合酸化物膜を含むものを意味し、当該導電性複合酸化物膜を有する部品、およびこの部品を有する電子機器を含む。デバイスの具体例についは後述する。
【００２６】
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料は、
第１元素の酸化物と、第２元素の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料の製造方法を示すフローチャート図。
【図２】本発明にかかる実施例１の絶縁性ターゲット材料の外観を示す写真図。
【図３】比較例１の絶縁性ターゲット材料の写真図。
【図４】本発明にかかる実施例２の導電性複合酸化物膜の熱処理と評価結果を示す図。
【図５】実施例２の導電性複合酸化物膜のＸ線解析結果を示す図。
【図６】実施例２の導電性複合酸化物膜のＳＥＭによる図。
【図７】実施例２の外観を示す写真図。
【図８】比較例２の導電性複合酸化物膜の熱処理と評価結果を示す図。
【図９】比較例２の導電性複合酸化物膜のＸ線解析結果を示す図。
【図１０】比較例２の導電性複合酸化物膜のＸ線解析結果を示す図。
【図１１】比較例２の導電性複合酸化物膜のＳＥＭによる図。
【図１２】比較例の外観を示す写真図。
【図１３】本発明にかかる実施例３の導電性複合酸化物膜の熱処理と評価結果を示す図。
【図１４】実施例３および比較例４の導電性複合酸化物膜のＸ線解析結果を示す図。
【図１５】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態にかかる半導体装置を示す図。
【図１６】本実施形態に係る１Ｔ１Ｃ型強誘電体メモリを模式的に示す断面図。
【図１７】図１６に示す強誘電体メモリの等価回路を示す図。
【図１８】本実施形態の適用例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１９】本実施形態の適用例に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成図。
【図２０】本実施形態の適用例に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図。
【図２１】本実施形態の適用例に係るインクジェットプリンタの概略構成図。
【図２２】本実施形態の適用例に係る表面弾性波素子を示す断面図。
【図２３】本実施形態の適用例に係る周波数フィルタを示す斜視図。
【図２４】本実施形態の適用例に係る発振器を示す斜視図。
【図２５】本実施形態の適用例に係る発振器をＶＣＳＯに応用した一例を示す概略図。
【図２６】本実施形態の適用例に係る発振器をＶＣＳＯに応用した一例を示す概略図。
【図２７】本実施形態の適用例に係るＰＬＬ回路の基本構成を示すブロック図。
【図２８】本実施形態の適用例に係る電子回路の構成を示すブロック図。
【図２９】本実施形態の適用例に係るリーダライタを用いた通信システムを示す図。
【図３０】図２９に示す通信システムの概略ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
１．絶縁性ターゲット材料
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得るための絶縁性ターゲット材料であって、Ａ元素（第１元素）の酸化物と、Ｂ元素（第２元素）の酸化物と、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方と、を含む。
【００３０】
すなわち、本実施形態の絶縁性ターゲット材料において、少なくともＡ元素およびＢ元素は、いずれも酸化物として絶縁性ターゲット材料に含まれる。Ａ元素は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、ＢａおよびＲｅから選択される少なくとも一つであることができる。また、Ｂ元素は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、ＰｂおよびＮｄから選択される少なくとも一つであることができる。
【００３１】
本実施形態の絶縁性ターゲット材料に、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物の少なくとも一方が含まれることにより、後述する実施例からも明らかなように、均質で絶縁性の高い優れた絶縁性ターゲット材料となる。絶縁性ターゲット材料は、Ｓｉ化合物およびＧｅ化合物のうち、少なくともＳｉ化合物を含むことが望ましい。また、Ｓｉ化合物および前記Ｇｅ化合物は、いずれも酸化物であることが望ましい。
【００３２】
本実施形態では、さらに、Ｎｂ化合物、例えばＮｂの酸化物を含むことができる。絶縁性ターゲット材料がＮｂの酸化物を含むことにより、成膜された導電性複合酸化物膜中の酸素欠損を補うことができる。
【００３３】
本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料において、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物については、成膜後の導電性複合酸化物（一般式ＡＢＯ3）の化学量論組成と同じ比率、すなわち、Ａ：Ｂ＝１：１もしくはこれに近い比率で含まれることができる。また、本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト型構造を有しないことが望ましい。絶縁性ターゲット材料がかかるペロブスカイト型構造を有すると、ターゲットが導電性を有するため、ＲＦスパッタのターゲットとして不適切か、もしくは使用できないことがある。
【００３４】
本実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料が適用できる、導電性複合酸化物膜としては、ＬａＣｏＯ3、ＳｒＣｏＯ3、Ｌａ1-xＳｒxＣｏＯ3［ここで、ｘおよびｙは０〜１の有理数を表す。以下の化学式においても同様である。］等のＬａ（Ｓｒ）ＣｏＯ3［ここで、（  ）内の金属は置換金属を意味する。以下の化学式においても同様である。］、ＬａＭｎＯ3、ＳｒＭｎＯ3、Ｌａ1-xＳｒxＭｎＯ3等のＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯ3、ＬａＮｉＯ3、ＳｒＮｉＯ3、Ｌａ（Ｓｒ）ＮｉＯ3、ＣａＣｏＯ3、Ｌａ（Ｃａ）ＣｏＯ3、ＬａＦｅＯ3、ＳｒＦｅＯ3、Ｌａ（Ｓｒ）ＦｅＯ3、Ｌａ1-xＳｒxＣｏ1-yＦｅyＯ3等のＬａ（Ｓｒ）Ｃｏ（Ｆｅ）Ｏ3、あるいは、Ｌａ1-xＳｒxＶＯ3、Ｌａ1-xＣａxＦｅＯ3、ＬａＢａＯ3、Ｌａ（ａ）ＭｎＯ3、ＬａＣｕＯ3、ＬａＴｉＯ3、ＢａＣｅＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＢａＳｎＯ3、ＢａＰｂＯ3、ＢａＰｂ1-xＯ3、ＣａＣｒＯ3、ＣａＶＯ3、ＣａＲｕＯ3、ＳｒＩｒＯ3、ＳｒＦｅＯ3、ＳｒＶＯ3、ＳｒＲｕＯ3、Ｓｒ（Ｐｔ）ＲｕＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＳｒＲｅＯ3、ＳｒＣｅＯ3、ＳｒＣｒＯ3、ＢａＲｅＯ3、ＢａＰｂ1-xＢｉxＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＣａＺｒＯ3、ＣａＲｕＯ3、ＣａＴｉ1-xＡｌxＯ3、などを例示できる。
【００３５】
２．絶縁性ターゲット材料の製造方法
本発明の実施形態にかかる絶縁性ターゲット材料は、以下の方法によって形成することができる。この絶縁性ターゲット材料は、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得るためのターゲット材料である。
【００３６】
本実施形態の製造方法は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とを混合し、混合された混合粉体を熱処理して粉砕することにより、第１粉体を得る工程と、前記第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方を含む溶液と、を混合した後、粉体を回収して第２粉体を得る工程と、前記第２粉体を熱処理して粉砕することにより、第３粉体を得る工程と、前記第３粉体を熱処理する工程と、を含む。
【００３７】
本実施形態にかかる製造方法は、具体的には、図１に示す工程を有することができる。
【００３８】
（１）第１粉体の製造
Ａ元素の酸化物の粉体と、Ｂ元素の酸化物の粉体とを、例えば組成比１：１で混合する（ステップＳ１）。ついで、得られた混合材料を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第１粉体を得る（ステップＳ２）。このようにして得られた第１粉体は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とを含んでいる。
【００３９】
（２）第２粉体の製造
第１粉体と、Ｓｉ原料およびＧｅ原料の少なくとも一方（Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料）を含む溶液と、を混合する（ステップＳ３）。Ｓｉ原料あるいはＧｅ原料としては、ゾルゲル法やＭＯＤ法で前駆体材料として用いることができる、アルコキシド、有機酸塩、無機酸塩などを用いることができる。溶液としては、これらのＳｉ原料および／またはＧｅ原料を、アルコールなどの有機溶媒に溶解したものを用いることができる。Ｓｉ原料および／またはＧｅ原料は、溶液中に、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物に対し、２ないし１０モル％の割合で含まれることができる。
【００４０】
Ｓｉ原料およびＧｅ原料としては、室温で液体であるか、溶媒に可溶であるものが好ましい。使用可能な化合物の例としては有機塩、アルコキシド、無機塩等がある。有機塩の具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅの蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、オクチル酸塩、ステアリン酸塩、等がある。アルコキシドの具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅのエトキシド、プロポキシド、ブトキシド等があり、混合アルコキシドでもよい。無機塩の具体例としては、Ｓｉ，Ｇｅの水酸化物、塩化物、フッ化物、等がある。これらは室温で液体であればそのまま用いても良いし、他の溶媒に溶かして用いても良い。また、これらに限られず、多くのＳｉの塩、Ｇｅの塩を好適に用いることができる。
【００４１】
その後、粉体と溶液を濾過等によって分離して粉体を回収し、第２粉体を得る（ステップＳ４）。このようにして得られた第２粉体は、第１粉体と前記溶液が混合したのものである。
【００４２】
（３）第３粉体の製造
ついで、第２粉体を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第３粉体を得る（ステップＳ５）。このようにして得られた第３粉体は、Ａ元素の酸化物とＢ元素の酸化物とＳｉ原料およびＧｅ原料の酸化物を含んでいる。
【００４３】
（４）焼結
ついで、第３粉体を公知の方法で焼結する（ステップＳ６）。例えば、第３粉体を型に入れ、真空ホットプレス法で焼結を行うことができる。焼結は、１０００ないし１５００℃で行うことができる。このようにして本実施形態の絶縁性ターゲット材料を得ることができる。
【００４４】
（５）研磨
得られた絶縁性ターゲット材料は、必要に応じて、湿式研磨によって表面を研磨することができる。
【００４５】
本実施形態の製造方法によれば、後述する実施例からも明かなように、第１粉体とＳｉ原料および／またはＧｅ原料の溶液とを混合する工程を有することにより、均質で絶縁性の高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。また、この製造方法によれば、得られる導電性複合酸化物膜の結晶配向制御性および表面モフォロジーの高い絶縁性ターゲット材料を得ることができる。
【００４６】
３．導電性複合酸化物膜
本発明にかかる絶縁性ターゲット材料を用いて、ＲＦスパッタを行うことにより、一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜を得ることができる。この導電性複合酸化物膜には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方、好ましくは少なくともＳｉが含まれる。一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物には、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方が０．００１ないし５モル％の割合で含まれることができ、好ましくは０．００１ないし１モル％の割合で含まれることができる。本実施形態にかかる一般式ＡＢＯ3で表される導電性複合酸化物膜の具体例については、既に述べたのでここでは記載しない。
【００４７】
ＲＦスパッタにおいては、スパッタガスとして、アルゴンと酸素を用いることができる。また、本実施形態では、アルゴンのみで酸素を含まない雰囲気でも、良好な導電性複合酸化物膜を得ることができる。
【００４８】
本実施形態の導電性複合酸化物膜は、結晶配向性に優れ、しかも表面モフォロジーが良好である。例えば、絶縁性ターゲット材料として、Ｓｉの酸化物を含むＬａおよびＮｉの酸化物を用いた場合には、ＲＦスパッタによって（１００）配向のＬａＮｉＯ3膜が得られることを確認している。
【００４９】
４．実施例
以下、本発明の実施例および比較例について述べるが、本発明はこれらに限定されない。
【００５０】
４．１．実施例１，比較例１
実施例１にかかる絶縁性ターゲットは、以下の方法により形成された。
【００５１】
まず、第１粉体を製造した。具体的には、Ｌａの酸化物の粉体と、Ｎｉの酸化物の粉体とを、組成比１：１で混合した。ついで、得られた混合材料を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第１粉体を得た。
【００５２】
ついで、第２粉体を製造した。具体的には、第１粉体と、シリコンアルコキシドの溶液とを混合した。シリコンアルコキシドの溶液は、シリコンアルコキシドをアルコールに５モル％の割合で溶解したものである。
【００５３】
その後、粉体と溶液を濾過によって分離して粉体を回収し、第２粉体を得た。このようにして得られた第２粉体は、第１粉体と前記溶液が混合したのものである。
【００５４】
その後、第２粉体を９００ないし１０００℃で仮焼成し、その後、粉砕して、第３粉体を得た。
【００５５】
ついで、第３粉体を公知の方法で焼結した。具体的には、第３粉体を型に入れ、真空ホットプレス法で焼結を行った。焼結は、１４００℃で行った。このようにして実施例１のターゲットサンプル１を得た。
【００５６】
ターゲットサンプル１の表面の写真を図２に示す。図２から、実施例１においては、ターゲットの表面が均一でクラックなどの不良がないことが確認された。
【００５７】
次に、比較例１について説明する。比較例１では、実施例１において、第１粉体と溶液を混合して第２粉体を形成する工程を有さない他は、実施例１と同様にしてターゲットサンプル２を得た。すなわち、比較例１のターゲットサンプル２は、実施例１の第１粉体をそのまま焼成したものである。このターゲットサンプル２について、表面を観察したところ、図３に示すように、ターゲット表面にクラックが発生していることが確認された。
【００５８】
４．２．実施例２，比較例２
実施例２では、実施例１で得られたターゲットサンプル１を用いて、ＲＦスパッタ法によって基体上に膜厚８０ｎｍの導電性複合酸化物（Ｌａ，Ｎｉ，Ｓｉ）Ｏ3の膜（以下、「ＬＮＳＯ膜１」という）を形成した。基体としては、シリコン基板上に、ＺｒＯ2膜、ＴｉＯX膜、Ｐｔ膜を順次積層したものを用いた。ＲＦスパッタ法の条件は、基体温度が４００℃、パワーが１４００Ｗ、基体−ターゲット間距離が７０ｍｍ、ガス比がＡｒ／Ｏ2＝８０／２０であった。
【００５９】
ＬＮＳＯ膜１について、Ｘ線解析、ＳＥＭによる観察、および外観観察を行った。その結果をまとめて図４に示す。図４には、ＬＮＳＯ膜１を成膜した直後のサンプル（Ａｓ  Ｄｅｐｏ）、成膜後に酸素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプル、および成膜後にアルゴンまたは窒素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプルについての結果をそれぞれ示した。また、図５に、Ｘ線回折パターンを示した。図５において、符号ａで示すパターンは、成膜直後のＬＮＳＯ膜１のパターンであり、符号ｂで示すパターンは、酸素雰囲気中でアニール処理した後のＬＮＳＯ膜１のパターンである。さらに、図６に、酸素雰囲気中でアニール処理した後のＬＮＳＯ膜１のＳＥＭ像を示し、図７に、当該ＬＮＳＯ膜１の外観の写真を示した。
【００６０】
図４ないし図７から、以下のことが確認された。
【００６１】
まず、本実施例２のＬＮＳＯ膜１は、図５から、（１００）配向しており、そのピークはアニール処理によって大きくなると共に、２θが少し大きくなった。また、ＳＥＭ像の結果から、Ａｓ  Ｄｅｐｏおよびアニール処理後のいずれのＬＮＳＯ膜１も良好な表面モフォロジーを有することが確認された。さらに、外観写真の結果から、Ａｓ  Ｄｅｐｏおよびアニール処理後のいずれのＬＮＳＯ膜１も均一な表面状態を有することが確認された。
【００６２】
比較例２では、比較例１で得られたターゲットサンプル２を用いた他は、実施例２と同様にして、ＬＮＳＯ膜２を得た。このＬＮＳＯ膜２について、実施例２と同様にＸ線解析、ＳＥＭによる観察、および外観観察を行った。その結果をまとめて図８に示す。図８には、ＬＮＳＯ膜２を成膜した直後のサンプル（Ａｓ  Ｄｅｐｏ）、成膜後に酸素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプル、および成膜後にアルゴンまたは窒素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプルについての結果をそれぞれ示した。また、図９、図１０に、ＬＮＳＯ膜２のＸ線回折パターンを示した。図９は、アニール処理後のＬＮＳＯ膜２の一部のパターンであり、図１０は、ＬＮＳＯ膜２の他の部分のパターンである。さらに、図１１に、酸素雰囲気中でアニール処理した後のＬＮＳＯ膜２のＳＥＭ像を示し、図１２に、当該ＬＮＳＯ膜２の外観の写真を示した。
【００６３】
図８ないし図１２から、以下のことが確認された。
【００６４】
まず、比較例２のＬＮＳＯ膜２は、図１２から、表面の外観が不均一で、写真の上部と下部では色が異なっていることが確認された。外観写真の上部におけるＬＮＳＯ膜２のＸ線パターンを図９に示し、下部の部分におけるＬＮＳＯ膜２のＸ線パターンを図１０に示した。図９および図１０から、外観写真の下部のＬＮＳＯ膜２では（１００）配向しているが、外観写真の上部のＬＮＳＯ膜２ではほとんど（１００）配向していないことが確認された。このように比較例２では、ＬＮＳＯ膜２の結晶性が均一でないことが確認された。また、ＳＥＭ像の結果から、アニール処理後のいずれのＬＮＳＯ膜２も良好な表面モフォロジーを得ることができないことが確認された。
【００６５】
４．３．実施例３，比較例３
実施例３では、ＲＦスパッタの条件として、ガス比としてＡｒ／Ｏ2＝１００／０（アルゴンのみの雰囲気）とした他は、実施例２と同様にして基体上に膜厚８０ｎｍのＬＮＳＯ膜３を形成した。
【００６６】
ＬＮＳＯ膜３について、Ｘ線解析およびＳＥＭによる観察を行った。その結果をまとめて図１３に示す。図１３には、ＬＮＳＯ膜３を成膜した直後のサンプル（Ａｓ  Ｄｅｐｏ）、成膜後に酸素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプル、および成膜後にアルゴンまたは窒素雰囲気中において７００〜８００℃でアニールしたサンプルについての結果をそれぞれ示した。また、図１４に、Ｘ線回折パターンを示した。図１４において、符号ａで示すパターンは、成膜直後のＬＮＳＯ膜３のパターンであり、符号ｂで示すパターンは、酸素雰囲気中でアニール処理した後のＬＮＳＯ膜３のパターンである。
【００６７】
図１３および図１４から、以下のことが確認された。
【００６８】
まず、本実施例３のＬＮＳＯ膜３は、（１００）配向しており、そのピークはアニール処理によって大きくなると共に、２θが少し大きくなった。また、ＳＥＭ像の結果から、Ａｓ  Ｄｅｐｏおよびアニール処理後のいずれのＬＮＳＯ膜３も良好な表面モフォロジーを有することが確認された。
【００６９】
比較例３では、比較例１で得られたターゲットサンプル２を用いた他は、実施例３と同様にして、ＬＮＳＯ膜４を得た。このＬＮＳＯ膜４について、実施例３と同様にＸ線解析およびＳＥＭによる観察を行った。図１４に、比較例３におけるＬＮＳＯ膜４のＸ線回折パターン（符号ｃ）を示した。図１４から、ＬＮＳＯ膜４はほとんど（１００）配向しておらず（１１０）配向がわずかに認められた。
【００７０】
以上のことから、本発明の実施例によれば、クラックなどがなく均質性に優れた絶縁性ＬＮＳＯターゲット材料が得られることが確認された。この絶縁性ＬＮＳＯターゲット材料を用いて成膜された導電性ＬＮＳＯ膜は、良好な特性、具体的には、結晶配向性、表面モフォロジーおよび均質性に優れた膜であることが確認された。さらに、本実施例の絶縁性ＬＮＳＯターゲット材料を用いると、酸素のないアルゴン雰囲気中でも良好な導電性ＬＮＳＯ膜が得られることが確認された。
【００７１】
５．デバイス
本発明のデバイスは、基体と、前記基体の上方に形成された、本発明の導電性複合酸化物膜と、を含む。また、本発明のデバイスは、本発明の導電性複合酸化物膜を有する部品、およびこの部品を有する電子機器を含む。以下に、本発明のデバイスの例を記載する。
【００７２】
５．１．半導体素子
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を含む半導体素子について説明する。本実施形態では、半導体素子の一例である強誘電体キャパシタを含む強誘電体メモリ装置を例に挙げて説明する。
【００７３】
図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いた電極として用いた強誘電体メモリ装置１０００を模式的に示す図である。なお、図１５（Ａ）は、強誘電体メモリ装置１０００の平面的形状を示すものであり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面を示すものである。
【００７４】
強誘電体メモリ装置１０００は、図１５（Ａ）に示すように、メモリセルアレイ２００と、周辺回路部３００とを有する。そして、メモリセルアレイ２００と周辺回路部３００とは、異なる層に形成されている。また、周辺回路部３００は、メモリセルアレイ２００に対して半導体基板４００上の異なる領域に配置されている。なお、周辺回路部３００の具体例としては、Ｙゲート、センスアンプ、入出力バッファ、Ｘアドレスデコーダ、Ｙアドレスデコーダ、又はアドレスバッファを挙げることができる。
【００７５】
メモリセルアレイ２００は、行選択のための下部電極２１０（ワード線）と、列選択のための上部電極２２０（ビット線）とが交叉するように配列されている。また、下部電極２１０および上部電極２２０は、複数のライン状の信号電極から成るストライプ形状を有する。なお、信号電極は、下部電極２１０がビット線、上部電極２２０がワード線となるように形成することができる。
【００７６】
そして、図１５（Ｂ）に示すように、下部電極２１０と上部電極２２０との間には、強誘電体膜２１５が配置されている。メモリセルアレイ２００では、この下部電極２１０と上部電極２２０との交叉する領域において、強誘電体キャパシタ２３０として機能するメモリセルが構成されている。下部電極２１０および上部電極２２０の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。下部電極２１０および上部電極２２０は、本発明の導電性複合酸化物膜の単層でもよいし、あるいは他の導電膜との積層構造をとることもできる。また、第１の層間絶縁膜４２０と下部電極２１０との間には、公知のバリア膜を有することができる。なお、強誘電体膜２１５は、少なくとも下部電極２１０と上部電極２２０との交叉する領域の間に配置されていればよい。
【００７７】
さらに、強誘電体メモリ装置１０００は、下部電極２１０、強誘電体膜２１５、および上部電極２２０を覆うように、第２の層間絶縁膜４３０が形成されている。さらに、配線層４５０、４６０を覆うように第２の層間絶縁膜４３０の上に絶縁性の保護層４４０が形成されている。
【００７８】
周辺回路部３００は、図１５（Ａ）に示すように、前記メモリセルアレイ２００に対して選択的に情報の書き込み若しくは読出しを行うための各種回路を含み、例えば、下部電極２１０を選択的に制御するための第１の駆動回路３１０と、上部電極２２０を選択的に制御するための第２の駆動回路３２０と、その他にセンスアンプなどの信号検出回路（図示省略）とを含んで構成される。
【００７９】
また、周辺回路部３００は、図１５（Ｂ）に示すように、半導体基板４００上に形成されたＭＯＳトランジスタ３３０を含む。ＭＯＳトランジスタ３３０は、ゲート絶縁膜３３２、ゲート電極３３４、およびソース／ドレイン領域３３６を有する。各ＭＯＳトランジスタ３３０間は、素子分離領域４１０によって分離されている。このＭＯＳトランジスタ３３０が形成された半導体基板４００上には、第１の層間絶縁膜４２０が形成されている。そして、周辺回路部３００とメモリセルアレイ２００とは、配線層５１によって電気的に接続されている。
【００８０】
次に、強誘電体メモリ装置１０００における書き込み、読出し動作の一例について述べる。
【００８１】
まず、読出し動作においては、選択されたメモリセルのキャパシタに読み出し電圧が印加される。これは、同時に‘０’の書き込み動作を兼ねている。このとき、選択されたビット線を流れる電流又はビット線をハイインピーダンスにしたときの電位をセンスアンプにて読み出す。そして、非選択のメモリセルのキャパシタには、読み出し時のクロストークを防ぐため、所定の電圧が印加される。
【００８２】
書き込み動作においては、‘１’の書き込みの場合は、選択されたメモリセルのキャパシタに分極状態を反転させる書き込み電圧が印加される。‘０’の書き込みの場合は、選択されたメモリセルのキャパシタに分極状態を反転させない書き込み電圧が印加され、読み出し動作時に書き込まれた‘０’状態を保持する。このとき、非選択のメモリセルのキャパシタには書き込み時のクロストークを防ぐために、所定の電圧が印加される。
【００８３】
この強誘電体メモリ装置１０００において、強誘電体キャパシタ２３０は、低温で結晶化が可能な強誘電体膜２１５を有する。そのため、周辺回路部３００を構成するＭＯＳトランジスタ３３０などを劣化させることなく、強誘電体メモリ１０００装置を製造することができるという利点を有する。また、この強誘電体キャパシタ２３０は、良好なヒステリシス特性を有するため、信頼性の高い強誘電体メモリ装置１０００を提供することができる。
【００８４】
図１６には、半導体装置の他の例として１Ｔ１Ｃ型強誘電体メモリ装置５００の構造図を示す。図１７は、強誘電体メモリ装置５００の等価回路図である。
【００８５】
強誘電体メモリ装置５００は、図１６に示すように、下部電極５０１、プレート線に接続される上部電極５０２、および上述の実施形態の強誘電体膜５０３からなるキャパシタ５０４(１Ｃ)と、ソース／ドレイン電極の一方がデータ線５０５に接続され、ワード線に接続されるゲート電極５０６を有するスイッチ用のトランジスタ素子５０７(１Ｔ)からなるＤＲＡＭに良く似た構造のメモリ素子である。この例においても、図１５（Ａ），（Ｂ）に示す例と同様に下部電極５０１および上部電極５０２の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。１Ｔ１Ｃ型のメモリは、書き込みおよび読み出しが１００ｎｓ以下と高速で行うことができ、かつ書き込んだデータは不揮発であるため、ＳＲＡＭの置き換え等に有望である。
【００８６】
本実施形態の半導体装置は、上述したものに限定されず、２Ｔ２Ｃ型強誘電体メモリ装置などにも適用できる。
【００８７】
５．２．圧電素子
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を圧電素子に適用した例について説明する。
【００８８】
図１８は、本発明の導電性複合酸化物膜を有する圧電素子１を示す断面図である。この圧電素子１は、基板２と、基板２の上に形成された下部電極３と、下部電極３の上に形成された圧電体膜４と、圧電体膜４の上に形成された上部電極５と、を含んでいる。下部電極３および上部電極５の少なくとも一方は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成された膜である。下部電極３および上部電極５は、本発明の導電性複合酸化物膜の単層でもよいし、あるいは他の導電膜との積層構造をとることもできる。
【００８９】
基板２は、たとえばシリコン基板を用いることができる。本実施形態において、基板２には、（１１０）配向の単結晶シリコン基板を用いている。なお、基板２としては、（１００）配向の単結晶シリコン基板または（１１１）配向の単結晶シリコン基板なども用いることができる。また、基板２としては、シリコン基板の表面に、熱酸化膜または自然酸化膜などのアモルファスの酸化シリコン膜を形成したものも用いることができる。基板２は加工されることにより、後述するようにインクジェット式記録ヘッド５０においてインクキャビティー５２１を形成するものとなる（図１９参照）。
【００９０】
下部電極３は、圧電体膜４に電圧を印加するための一方の電極である。下部電極３は、たとえば、圧電体膜４と同じ平面形状に形成されることができる。なお、後述するインクジェット式記録ヘッド５０（図１９参照）に複数の圧電素子１が形成される場合、下部電極３は、各圧電素子１に共通の電極として機能するように形成されることもできる。下部電極３の膜厚は、たとえば１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度に形成されている。
【００９１】
５．３．インクジェット式記録ヘッドおよびインクジェットプリンタ
次に、上述の圧電素子が圧電アクチュエータとして機能しているインクジェット式記録ヘッドおよびこのインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェットプリンタについて説明する。以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドについて説明した後に、インクジェットプリンタについて説明する。図１９は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図２０は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。なお、図２１には、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェットプリンタ７００を示す。
【００９２】
５．３．１．インクジェット式記録ヘッド
図１９に示すように、インクジェット式記録ヘッド５０は、ヘッド本体（基体）５７と、ヘッド本体５７上に形成される圧電部５４と、を含む。圧電部５４には図１８に示す圧電素子１が設けられ、圧電素子１は、下部電極３、圧電体膜（強誘電体膜）４および上部電極５が順に積層して構成されている。インクジェット式記録ヘッドにおいて、圧電部５４は、圧電アクチュエータとして機能する。
【００９３】
インクジェット式記録ヘッド５０は、ノズル板５１と、インク室基板５２と、弾性膜５５と、弾性膜５５に接合された圧電部５４と、を含み、これらが筐体５６に収納されて構成されている。なお、このインクジェット式記録ヘッド５０は、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成している。
【００９４】
ノズル板５１は、例えばステンレス製の圧延プレート等で構成されたもので、インク滴を吐出するための多数のノズル５１１を一列に形成したものである。これらノズル５１１間のピッチは、印刷精度に応じて適宜に設定されている。
【００９５】
ノズル板５１には、インク室基板５２が固着（固定）されている。インク室基板５２は、ノズル板５１、側壁（隔壁）５２２、および弾性膜５５によって、複数のキャビティ（インクキャビティ）５２１と、リザーバ５２３と、供給口５２４と、を区画形成したものである。リザーバ５２３は、インクカートリッジ（図示しない）から供給されるインクを一時的に貯留する。供給口５２４によって、リザーバ５２３から各キャビティ５２１にインクが供給される。
【００９６】
キャビティ５２１は、図１９および図２０に示すように、各ノズル５１１に対応して配設されている。キャビティ５２１は、弾性膜５５の振動によってそれぞれ容積可変になっている。キャビティ５２１は、この容積変化によってインクを吐出するよう構成されている。
【００９７】
インク室基板５２を得るための母材としては、（１１０）配向のシリコン単結晶基板が用いられている。この（１１０）配向のシリコン単結晶基板は、異方性エッチングに適しているのでインク室基板５２を、容易にかつ確実に形成することができる。なお、このようなシリコン単結晶基板は、弾性膜５５の形成面が（１１０）面となるようにして用いられている。
【００９８】
インク室基板５２のノズル板５１と反対の側には弾性膜５５が配設されている。さらに弾性膜５５のインク室基板５２と反対の側には複数の圧電部５４が設けられている。弾性膜５５の所定位置には、図２０に示すように、弾性膜５５の厚さ方向に貫通して連通孔５３１が形成されている。連通孔５３１により、インクカートリッジからリザーバ５２３へのインクの供給がなされる。
【００９９】
各圧電素部は、圧電素子駆動回路（図示しない）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。すなわち、各圧電部５４はそれぞれ振動源（ヘッドアクチュエータ）として機能する。弾性膜５５は、圧電部５４の振動（たわみ）によって振動し、キャビティ５２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。
【０１００】
なお、上述では、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本実施形態は、圧電素子を用いた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
【０１０１】
５．４．表面弾性波素子
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を適用した表面弾性波素子の一例について、図面を参照しながら説明する。図２２は、本実施形態に係る表面弾性波素子３００を模式的に示す断面図である。
【０１０２】
表面弾性波素子３００は、基板１１と、基板１１上に形成された圧電体膜１２と、圧電体膜１２上に形成されたインターディジタル型電極（以下、「ＩＤＴ電極」という）１８，１９と、を含む。ＩＤＴ電極１８，１９は、所定のパターンを有する。ＩＤＴ電極１８，１９は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて構成される。
【０１０３】
本実施形態に係る表面弾性波素子３００は、本発明に係る導電性複合酸化物を用いて、例えば以下のようにして形成される。
【０１０４】
まず、図２２に示す圧電体膜１２上に、本発明の絶縁性ターゲット材料を用いてＲＦスパッタ法により本発明の導電性複合酸化物膜を形成する。次に、公知のリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて導電性複合酸化物膜をパターニングすることにより、圧電体膜１２上にＩＤＴ電極１８，１９を形成する。
【０１０５】
５．５．周波数フィルタ
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を適用した周波数フィルタの一例について、図面を参照しながら説明する。図２３は、本実施形態の周波数フィルタを模式的に示す図である。
【０１０６】
図２３に示すように、周波数フィルタは基体１４０を有する。この基体１４０としては、上述した表面弾性波素子３００と同様の積層体（図２２参照）を用いることができる。
【０１０７】
基体１４０の上面には、ＩＤＴ電極１４１、１４２が形成されている。また、ＩＤＴ電極１４１、１４２を挟むように、基体１４０の上面には吸音部１４３、１４４が形成されている。吸音部１４３、１４４は、基体１４０の表面を伝播する表面弾性波を吸収するものである。一方のＩＤＴ電極１４１には高周波信号源１４５が接続されており、他方のＩＤＴ電極１４２には信号線が接続されている。ここで、ＩＤＴ電極１４１、１４２は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成することができる。
【０１０８】
次に、前述の周波数フィルタの動作について説明する。
【０１０９】
前記構成において、高周波信号源１４５から高周波信号が出力されると、この高周波信号はＩＤＴ電極１４１に印加され、これによって基体１４０の上面に表面弾性波が発生する。ＩＤＴ電極１４１から吸音部１４３側へ伝播した表面弾性波は、吸音部１４３で吸収されるが、ＩＤＴ電極１４２側へ伝播した表面弾性波のうち、ＩＤＴ電極１４２のピッチ等に応じて定まる特定の周波数または特定の帯域の周波数の表面弾性波は電気信号に変換されて、信号線を介して端子１４６ａ、１４６ｂに取り出される。なお、前記特定の周波数または特定の帯域の周波数以外の周波数成分は、大部分がＩＤＴ電極１４２を通過して吸音部１４４に吸収される。このようにして、本実施形態の周波数フィルタが有するＩＤＴ電極１４１に供給した電気信号のうち、特定の周波数または特定の帯域の周波数の表面弾性波のみを得ること、すなわちフィルタリングをすることができる。
【０１１０】
５．６．発振器
次に、本発明の導電性複合酸化物膜を適用した発振器の一例について、図面を参照しながら説明する。図２４は、本実施形態の発振器を模式的に示す図である。
【０１１１】
図２４に示すように、発振器は基体１５０を有する。この基体１４０としては、上述した表面弾性波素子３００と同様の積層体（図２２参照）を用いることができる。
【０１１２】
基体１５０の上面には、ＩＤＴ電極１５１が形成されており、さらに、ＩＤＴ電極１５１を挟むように、ＩＤＴ電極１５２、１５３が形成されている。ＩＤＴ電極１５１を構成する一方の櫛歯状電極１５１ａには、高周波信号源１５４が接続されており、他方の櫛歯状電極１５１ｂには、信号線が接続されている。なお、ＩＤＴ電極１５１は、電気信号印加用電極に相当し、ＩＤＴ電極１５２、１５３は、ＩＤＴ電極１５１によって発生される表面弾性波の特定の周波数成分または特定の帯域の周波数成分を共振させる共振用電極に相当する。ここで、ＩＤＴ電極１５１、１５２、１５３は、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成することができる。
【０１１３】
次に、前述の発振器の動作について説明する。
【０１１４】
前記構成において、高周波信号源１５４から高周波信号が出力されると、この高周波信号は、ＩＤＴ電極１５１の一方の櫛歯状電極１５１ａに印加され、これによって基体１５０の上面にＩＤＴ電極１５２側に伝播する表面弾性波およびＩＤＴ電極１５３側に伝播する表面弾性波が発生する。これらの表面弾性波のうちの特定の周波数成分の表面弾性波は、ＩＤＴ電極１５２およびＩＤＴ電極１５３で反射され、ＩＤＴ電極１５２とＩＤＴ電極１５３との間には定在波が発生する。この特定の周波数成分の表面弾性波がＩＤＴ電極１５２、１５３で反射を繰り返すことにより、特定の周波数成分または特定の帯域の周波数成分が共振して、振幅が増大する。この特定の周波数成分または特定の帯域の周波数成分の表面弾性波の一部は、ＩＤＴ電極１５１の他方の櫛歯状電極１５１ｂから取り出され、ＩＤＴ電極１５２とＩＤＴ電極１５３との共振周波数に応じた周波数（または、ある程度の帯域を有する周波数）の電気信号を端子１５５ａと端子１５５ｂに取り出すことができる。
【０１１５】
図２５および図２６は、前述した発振器をＶＣＳＯ（Voltage Controlled ＳＡＷ Oscillator：電圧制御ＳＡＷ発振器）に応用した場合の一例を模式的に示す図であり、図２５は側面透視図であり、図２６は上面透視図である。
【０１１６】
ＶＣＳＯは、金属製（アルミニウムまたはステンレススチール製）の筐体６０内部に実装されて構成されている。基板６１上には、ＩＣ（Integrated Circuit）６２および発振器６３が実装されている。この場合、ＩＣ６２は、外部の回路（不図示）から入力される電圧値に応じて、発振器６３に印加する周波数を制御する発振回路である。
【０１１７】
発振器６３は、基体６４上に、ＩＤＴ電極６５ａ〜６５ｃが形成されており、その構成は、図２４に示す発振器とほぼ同様である。基体６４としては、前述した図２４に示す発振器と同様な積層体を用いることができる。ＩＤＴ電極６５ａ〜６５ｃは、本発明の導電性複合酸化物膜を用いて形成することができる。
【０１１８】
基板６１上には、ＩＣ６２と発振器６３とを電気的に接続するための配線６６がパターニングされている。ＩＣ６２および配線６６が、例えば金線等のワイヤー線６７によって接続され、発振器６３および配線６６が金線等のワイヤー線６８によって接続されている。これにより、ＩＣ６２と発振器６３とが配線６６を介して電気的に接続されている。
【０１１９】
図２５および図２６に示すＶＣＳＯは、例えば、図２７に示すＰＬＬ回路のＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）として用いられる。図２７は、ＰＬＬ回路の基本構成を示すブロック図である。ＰＬＬ回路は、位相比較器７１、低域フィルタ７２、増幅器７３、およびＶＣＯ７４から構成されている。位相比較器７１は、入力端子７０から入力される信号の位相（または周波数）と、ＶＣＯ７４から出力される信号の位相（または周波数）とを比較し、その差に応じて値が設定される誤差電圧信号を出力するものである。低域フィルタ７２は、位相比較器７１から出力される誤差電圧信号の位置の低周波成分のみを通過させるものである。増幅器７３は、低域フィルタ７２から出力される信号を増幅するものである。ＶＣＯ７４は、入力された電圧値に応じて発振する周波数が、ある範囲で連続的に変化する発振回路である。
【０１２０】
このような構成のもとにＰＬＬ回路は、入力端子７０から入力される位相（または周波数）と、ＶＣＯ７４から出力される信号の位相（または周波数）との差が減少するように動作し、ＶＣＯ７４から出力される信号の周波数を入力端子７０から入力される信号の周波数に同期させる。ＶＣＯ７４から出力される信号の周波数が入力端子７０から入力される信号の周波数に同期すると、その後は一定の位相差を除いて入力端子７０から入力される信号に一致し、また、入力信号の変化に追従するような信号を出力するようになる。
【０１２１】
以前述べたように、本実施形態に係る周波数フィルタおよび発振器は、本発明に係る電気機械結合係数の大きな表面弾性波素子を有する。従って、本実施形態によれば、周波数フィルタおよび発振器の小型化を実現することが可能となる。
【０１２２】
５．７．第１の電子機器
５．７．１．次に、本発明を適用した第７の実施形態に係る電子回路および電子機器の第１の例について、図面を参照しながら説明する。図２８は、本実施形態に係る電子機器の電気的構成を示すブロック図である。電子機器とは、例えば携帯電話機である。
【０１２３】
電子機器３００は、電子回路３１０、送話部８０、受話部９１、入力部９４、表示部９５、およびアンテナ部８６を有する。電子回路３１０は、送信信号処理回路８１、送信ミキサ８２、送信フィルタ８３、送信電力増幅器８４、送受分波器８５、低雑音増幅器８７、受信フィルタ８８、受信ミキサ８９、受信信号処理回路９０、周波数シンセサイザ９２、および制御回路９３を有する。
【０１２４】
電子回路３１０において、送信フィルタ８３および受信フィルタ８８として、図２３に示す周波数フィルタを用いることができる。フィルタリングする周波数（通過させる周波数）は、送信ミキサ８２から出力される信号のうちの必要となる周波数、および、受信ミキサ８９で必要となる周波数に応じて、送信フィルタ８３および受信フィルタ８８で個別に設定されている。また、周波数シンセサイザ９２内に設けられるＰＬＬ回路（図２７参照）のＶＣＯ７４として、図２４に示す発振器、または図２５および図２６に示すＶＣＳＯを用いることができる。
【０１２５】
送話部８０は、例えば音波信号を電気信号に変換するマイクロフォン等で実現されるものである。送信信号処理回路８１は、送話部８０から出力される電気信号に対して、例えばＤ／Ａ変換処理、変調処理等の処理を施す回路である。送信ミキサ８２は、周波数シンセサイザ９２から出力される信号を用いて送信信号処理回路８１から出力される信号をミキシングするものである。送信フィルタ８３は、中間周波数（以下、「ＩＦ」と表記する）の必要となる周波数の信号のみを通過させ、不要となる周波数の信号をカットするものである。送信フィルタ８３から出力される信号は、変換回路（図示せず）によってＲＦ信号に変換される。送信電力増幅器８４は、送信フィルタ８３から出力されるＲＦ信号の電力を増幅し、送受分波器８５へ出力するものである。
【０１２６】
送受分波器８５は、送信電力増幅器８４から出力されるＲＦ信号をアンテナ部８６へ出力し、アンテナ部８６から電波の形で送信するものである。また、送受分波器８５は、アンテナ部８６で受信した受信信号を分波して、低雑音増幅器８７へ出力するものである。低雑音増幅器８７は、送受分波器８５からの受信信号を増幅するものである。低雑音増幅器８７から出力される信号は、変換回路（図示せず）によってＩＦに変換される。
【０１２７】
受信フィルタ８８は、変換回路（図示せず）によって変換されたＩＦの必要となる周波数の信号のみを通過させ、不要となる周波数の信号をカットするものである。受信ミキサ８９は、周波数シンセサイザ９２から出力される信号を用いて、受信フィルタ８８から出力される信号をミキシングするものである。受信信号処理回路９０は、受信ミキサ８９から出力される信号に対して、例えばＡ／Ｄ変換処理、復調処理等の処理を施す回路である。受話部９１は、例えば電気信号を音波に変換する小型スピーカ等で実現されるものである。
【０１２８】
周波数シンセサイザ９２は、送信ミキサ８２へ供給する信号、および、受信ミキサ８９へ供給する信号を生成する回路である。周波数シンセサイザ９２は、ＰＬＬ回路を有し、このＰＬＬ回路から出力される信号を分周して新たな信号を生成することができる。制御回路９３は、送信信号処理回路８１、受信信号処理回路９０、周波数シンセサイザ９２、入力部９４、および表示部９５を制御する。表示部９５は、例えば携帯電話機の使用者に対して機器の状態を表示する。入力部９４は、例えば携帯電話機の使用者の指示を入力する。
【０１２９】
５．７．２．第２の電子機器
次に、本発明を適用した電子回路および電子機器の第２の例について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、電子機器の例として、リーダライタ２０００およびそれを用いた通信システム３０００について説明する。図２９は、本実施形態に係るリーダライタ２０００を用いた通信システム３０００を示す図であり、図３０は、図２９に示す通信システム３０００の概略ブロック図である。
【０１３０】
図２９に示すように、通信システム３０００は、リーダライタ２０００と、非接触情報媒体２２００と、を含む。リーダライタ２０００は、キャリア周波数ｆcを有する電波Ｗ（以下「キャリア」ともいう）を非接触情報媒体２２００へ送信し、または非接触情報媒体２２００から受信し、無線通信を利用して非接触情報媒体２２００と交信する。電波Ｗは任意の周波数帯のキャリア周波数ｆｃを使用することができる。図２９および図３０に示されるように、リーダライタ２０００は、本体２１０５と、本体２１０５上面に位置するアンテナ部２１１０と、本体２１０５内部に格納される制御インターフェース部２１２０と、電源回路１７２と、を含む。アンテナ部２１１０と制御インターフェース部２１２０とは、ケーブル２１８０によって電気的に接続されている。また、図示はしないが、リーダライタ２０００は、制御インターフェース部２１２０を介して、外部ホスト装置（処理装置など）に接続されている。
【０１３１】
アンテナ部２１１０は、非接触情報媒体２２００との間で情報の通信を行う機能を有する。アンテナ部２１１０は、図２９に示すように、所定の通信領域（点線で示す領域）を有する。アンテナ部２１１０は、ループアンテナ１１２および整合回路１１４により構成される。
【０１３２】
制御インターフェース部２１２０は、送信部１６１と、減衰振動キャンセル部（以下「キャンセル部」という）１４０と、受信部１６８と、コントローラ１６０と、を含む。
【０１３３】
送信部１６１は、外部装置（図示せず）より送信されたデータを変調し、ループアンテナ１１２に送信する。送信部１６１は、発振回路１６２と、変調回路１６３と、駆動回路１６４と、を含む。発振回路１６２は、所定の周波数のキァリアを発生させるための回路である。発振回路１６２は、通常、水晶振動子等を用いて構成されるが、前述した本発明に係る発振器を用いることにより、通信周波数の高周波化、検出感度の向上が可能となる。変調回路１６３は、キャリアを与えられた情報に従って変調する回路である。駆動回路１６４は、変調されたキャリアを受けて電力増幅し、アンテナ部２１１０を駆動する。
【０１３４】
キャンセル部１６５は、キャリアのＯＮ／ＯＦＦに伴い、アンテナ部２１１０のループアンテナ１１２によって発生する減衰振動を抑制する機能を有する。キャンセル部１６５は、ロジック回路１６６と、キャンセル回路１６７と、を含む。
【０１３５】
受信部１６８は、検波部１６９と、復調回路１７０と、を含む。受信部１６８は、非接触情報媒体２２００が送信した信号を復元する。検波部１６９は、例えば、ループアンテナ１１２に流れる電流の変化を検出する。復調回路１７０は、検波部１６９で検出された変化分を復調する回路である。
【０１３６】
コントローラ１６０は、復調した信号から情報を取り出して外部装置に転送する。電源回路１７２は、外部より電力の供給を受けて適宜電圧変換を行い、各回路に対し必要電力を供給する回路である。なお、内蔵電池を電力源とすることもできる。
【０１３７】
非接触情報媒体２２００は、リーダライタ２０００と電磁波（電波）を用いて交信する。非接触情報媒体２２００としては、例えば、非接触ＩＣタグ、非接触ＩＣカードなどを挙げることができる。
【０１３８】
次に、本実施形態のリーダライタ２０００を用いた通信システム３０００の動作について説明する。リーダライタ２０００から非接触情報媒体２２００にデータが送られる場合には、図示しない外部装置からのデータは、リーダライタ２０００において、コントローラ１６０で処理されて送信部１６１に送られる。送信部１６１では、発振回路１６２から一定振幅の高周波信号がキャリアとして供給されており、このキャリアが変調回路１６３により変調されて、変調高周波信号が出力される。変調回路１６３から出力される変調高周波信号は、駆動回路１６４を介してアンテナ部２１１０に供給される。これと同時に、キャンセル部１６５が、変調高周波信号のＯＦＦタイミングに同期して、所定のパルス信号を生成し、ループアンテナ１１２における減衰振動の抑制に寄与する。
【０１３９】
非接触情報媒体２２００においては、アンテナ部１８６を介して、変調高周波信号が受信回路１８０に供給される。また、変調高周波信号は、電源回路１８２に供給されて、非接触情報媒体２２００の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。受信回路１８０から出力されたデータは、復調されてロジック制御回路１８４に供給される。ロジック制御回路１８４は、クロック１８３の出力に基づいて動作し、供給されるデータを処理して所定のデータをメモリ１８５に書き込む。
【０１４０】
非接触情報媒体２２００からリーダライタ２０００にデータが送られる場合は、リーダライタ２０００において、変調回路１６３からは無変調で一定振幅の高周波信号が出力される。高周波信号は、駆動回路１６４、アンテナ部２１１０のループアンテナ１１２を介して、非接触情報媒体２２００に送られる。
【０１４１】
非接触情報媒体２２００においては、メモリ１８５から読み出されたデータがロジック制御回路１８４で処理されて、送信回路１８１に供給される。送信回路１８１では、データの‘１’、‘０’ビットに応じて、スイッチがＯＮ／ＯＦＦする。
【０１４２】
リーダライタ２０００においては、送信回路１８１のスイッチがＯＮ／ＯＦＦすると、アンテナ部２１１０のループアンテナ１１２の負荷が変動する。このため、ループアンテナ１１２に流れる高周波電流の振幅が変動する。即ち、高周波電流は、非接触情報媒体２２００から供給されるデータによって振幅変調される。この高周波電流は、受信部１６８の検波部１６９で検出され、復調回路１７０で復調されてデータが得られる。このデータは、コントローラ１６０で処理され、外部装置などに送られる。
【０１４３】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能である。例えば、本発明に係る周波数フィルタ、発振器はそれぞれ、ＵＷＢシステム、携帯電話機、無線ＬＡＮ等における広帯域フィルタ、ＶＣＯに適用することができる。
【０１４４】
また、例えば、上記実施形態においては、デバイスとして携帯電話機およびリーダライタを用いた通信システムを、電子回路として携帯電話機およびリーダライタ内に設けられる電子回路をその一例として挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれらに限定されることなく、種々の移動体通信機器およびその内部に設けられる電子回路に適用することができる。例えば、ＢＳ（Broadcast Satellite）放送等を受信するチューナなどの据置状態で使用される通信機器およびその内部に設けられる電子回路、光ケーブル中を伝播する光信号等を用いるＨＵＢなどのデバイスおよびその内部に設けられる電子回路にも適用することができる。
【０１４５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４６】
１  圧電素子、２  基板、３  下部電極、４  圧電体膜、５  上部電極、５０  インクジェット式記録ヘッド、５２１  インクキャビティー、２１０，５０１  下部電極、２１５，５０３  強誘電体膜、２２０，５０２  上部電極、２３０  強誘電体キャパシタ、４００  半導体基板、２００  メモリセルアレイ、３００  周辺回路、５００，１０００  強誘電体メモリ装置、７０  入力端子、７１  位相比較器、７２  低域フィルタ、７３  増幅器、７４  ＶＣＯ、８０  送話部、８１  送信信号処理回路、８２  送信ミキサ、８３  送信フィルタ、８４  送信電力増幅器、８５  送受分波器、８６  アンテナ部、８７  低雑音増幅器、８８  受信フィルタ、８９  受信ミキサ、９０  受信信号処理回路、９１  受話部、９２  周波数シンセサイザ、９３  制御回路、９４  入力部、９５  表示部、１００  圧電体膜積層体、１１２  ループアンテナ、１１４  整合回路、１４０  基体、１４１  ＩＤＴ電極、１４２  ＩＤＴ電極、１４３  吸音部、１４４  吸音部、１４５  高周波信号源、１５０  基体、１５１  ＩＤＴ電極、１５２  ＩＤＴ電極、１５３  ＩＤＴ電極、１５４  高周波信号源、１６０  コントローラ、１６１  送信部、１６２  発振回路、１６３  変調回路、１６４  駆動回路、１６５  キャンセル部、１６６  ロジック回路、１６７  キャンセル回路、１６８  受信部、１６９  検波部、１７０  復調回路、１７２  電源回路、１８０  受信回路、１８１  送信回路、１８２  電源回路、１８３  クロック、１８４  ロジック制御回路、１８５  メモリ、１８６  アンテナ部、２００  表面弾性波素子、２５０  発振器、３００  デバイス、３１０  電子回路、２０００  リーダライタ、２１０５  本体、２１１０  アンテナ部、２１２０  制御インターフェース部、２２００  非接触情報媒体、３０００  通信システム。
【図１】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月15日(2009.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体膜と、前記圧電体膜に電圧を印加する電極と、を有する圧電アクチュエータを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、
前記電極は、Ｌａと、Ｎｉと、Ｓｉと、を含む導電性複合酸化物からなる、インクジェット式記録ヘッド。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータは、
基板と、
前記基板上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成された前記圧電体膜と、
前記圧電体膜状に形成された上部電極と、を有し、
前記下部電極又は前記上部電極の少なくとも一方が、前記導電性複合酸化物を含む、請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】
前記下部電極の膜厚は、１００ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
前記下部電極は、前記導電性複合酸化物と他の導電膜との積層構造である、請求項２または３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】
前記基板は、（１１０）配向のシリコン基板からなる、請求項２乃至４何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】
前記基板の表面には、酸化シリコン膜が形成されている、請求項５に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項７】
前記導電性複合酸化物は、（１００）配向している、請求項１乃至６何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至７何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドを備えた、インクジェットプリンタ。