(57)【要約】【課題】機能性物質層の結晶構造に関わらず、該機能性物質層の上に、結晶性や結晶配向性が制御されたウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層を成長させた多層構造の積層体を提供する。【解決手段】下地となる機能性物質層３の基板１側に、さらにウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層２の層をあらかじめ形成することにより、機能性物質層３上に形成された第２のウルツ鉱型結晶層４の結晶性および結晶配向性を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
ウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層と、
第１のウルツ鉱型結晶層の全領域を覆った機能性物質層と、
機能性物質層を覆ったウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層とが形成されていることを特徴とする積層体。
【請求項２】
上記基板が、単結晶、多結晶又はアモルファスのいずれかの物質からなることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
上記第１のウルツ鉱型結晶層及び第２のウルツ鉱型結晶層を構成するウルツ鉱型結晶構造化合物の（００１）面に対して垂直なｃ軸が、上記基板表面と略垂直に配向していることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
上記第１のウルツ鉱型結晶層及び／又は第２のウルツ鉱型結晶層が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム又は酸化亜鉛から選択される１種以上の化合物を主成分として含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体。
【請求項５】
上記第１のウルツ鉱型結晶層及び第２のウルツ鉱型結晶層が、窒化アルミニウムを主成分として含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項６】
上記第１のウルツ鉱型結晶層と第２のウルツ鉱型結晶層とが、同一成分からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項７】
上記機能性物質層が、単結晶、多結晶又はアモルファスのいずれかの物質を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層体。
【請求項８】
上記機能性物質層が、導電性物質を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層体。
【請求項９】
上記機能性物質層が、金属を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層体。
【請求項１０】
上記機能性物質層が、体心立方構造又は六方最密格子構造を有する金属を含むことを特徴とする請求項９に記載の積層体。
【請求項１１】
上記機能性物質層が、モリブデン又はタングステンの単体、或いは少なくともその一方の元素を含む化合物からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の積層体。
【請求項１２】
上記第１のウルツ鉱型結晶層の厚さが５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の積層体。
【請求項１３】
上記第１のウルツ鉱型結晶層の厚さが５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の積層体。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の積層体の製造方法であって、
基板上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層を形成する工程と、
第１のウルツ鉱型結晶層を覆うように機能性物質層を形成する工程と、
機能性物質層上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層を形成する工程とを含むとともに、
上記少なくとも１つの工程を、気相成長法により行うことを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項１５】
上記気相成長法が、物理的気相成長法及び／又は化学的気相成長法であることを特徴とする請求項１４に記載の積層体の製造方法。
【請求項１６】
上記物理的気相成長法が、真空蒸着法、分子線エピタキシー法、レーザーアプレーション法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、イオン化クラスタービーム蒸着法又はイオンビーム蒸着法のいずれかであることを特徴とする請求項１５に記載の上記積層体の製造方法。
【請求項１７】
上記化学的気相成長法が、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、高周波プラズマＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ又はＤＣプラズマＣＶＤのいずれかであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の上記積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウルツ鉱型結晶層を含む積層体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウルツ鉱型結晶構造化合物は、高周波発振素子、高周波用フィルター、各種センサ、スイッチ、超音波発振器、可聴帯域用電気機械変換機や発光素子等様々な電子部品材料として応用されている。これらウルツ鉱型結晶構造化合物を使用した電子部品材料の多くは、その特性を十分に発揮するために、結晶性及び結晶配向性を制御する必要がある。このため、単結晶基板を用いたエピタキシャル技術や、不純物の添加などによる結晶性や結晶配向性の制御技術が提案されている。
【０００３】
また、ウルツ鉱型結晶構造化合物を、電子部品材料として応用する場合には、導電性やその他の機能を有する機能性物質との複合化が不可欠な場合も多い。このためには、それら任意の機能性物質からなる機能性物質層上に、結晶性や結晶配向性を制御したウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層を成長させた、多層構造の積層体の作製が必要となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、下地となる機能性物質層の上に、ウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層を成長させる場合、そのウルツ鉱型結晶構造化合物の結晶性及び結晶配向性を制御することが困難であるという問題が生じる。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、特許文献２には、図４に示すように、基板１０上に、第１のウルツ鉱型構造の圧電薄膜１１と、第１の圧電薄膜１１上に、所定形状にフォトエッチングして構成された面心立方型構造をもつ材料からなる電極１２と、この電極１２を含む第１の圧電薄膜１１上に、第２のウルツ鉱型構造の圧電薄膜１３とが形成された弾性表面波素子が記載されている。この弾性表面波素子において、第１の圧電薄膜１１は主として電極１２の配向ひいては第２の圧電薄膜１３の配向をよくするのに機能している。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６０−１４２６０７号公報（昭和６０年（１９８５）７月２７日公開）
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５７−４８８２０号公報（昭和５７年（１９８２）３月２０日公開）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術文献では、図４に示すように、島状に形成された電極１２上に形成される第２のウルツ鉱型構造の圧電薄膜１３の配向性を改善するために、基板１０と電極１２との間にさらに第１のウルツ鉱型構造の圧電薄膜１１を形成している。しかしながら、電子部品材料によっては、第１のウルツ鉱型結晶構造化合物の層の一部分ではなく、第１のウルツ鉱型結晶構造化合物の層の全領域を覆った電極１２などの機能性物質層の上に第２のウルツ鉱型結晶構造化合物の層を形成させた積層体を用いる必要が生じる。しかし、第１のウルツ鉱型結晶構造化合物の層の一部ではなく全域を覆った機能性物質層の上に、第２のウルツ鉱型結晶構造化合物の層を形成する場合には、機能性物質層の内部の応力が大きく、層が剥がれやすいという問題が生じる。
【０００９】
また、機能性物質層が体心立方構造又は六方最密格子構造を有する金属からなる場合については、該機能性物質層の上に成長させたウルツ鉱型結晶層の結晶性や結晶配向性の制御は、面心立方構造を有する機能性物質の場合と比較して困難であり、未だその方法は見出されていない。これは、面心立方構造の機能性物質と比較して、体心立方構造又は六方最密格子構造の機能性物質の方がウルツ鉱型結晶との格子定数の差が大きいこと及び体心立方構造の機能性物質は結晶化度が低いことに起因する。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、機能性物質層の結晶構造に関わらず、該機能性物質層の上に、結晶性や結晶配向性が制御されたウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層を成長させた多層構造の積層体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、下地となる機能性物質層のさらに下、すなわち、基板と機能性物質層との間に、第１のウルツ鉱型結晶層をあらかじめ形成し、その機能性物質層上に、目的とする第２のウルツ鉱型結晶層を形成することにより、第２のウルツ鉱型結晶層の結晶性及び結晶配向性を向上させうることを見出して本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明にかかる積層体は、基板上に、ウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層と、第１のウルツ鉱型結晶層の全領域を覆った機能性物質層と、機能性物質層を覆ったウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層とが形成されていることを特徴としている。
【００１３】
上記積層体においては、上記基板は、単結晶、多結晶又はアモルファスのいずれかの物質からなることが好ましい。
【００１４】
また、上記積層体は、上記第１のウルツ鉱型結晶層及び第２のウルツ鉱型結晶層を構成するウルツ鉱型結晶構造化合物の（００１）面に対して垂直なｃ軸が、上記基板表面と略垂直に配向していることが好ましい。
【００１５】
本発明にかかる積層体は、上記第１のウルツ鉱型結晶層及び／又は第２のウルツ鉱型結晶層が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム又は酸化亜鉛から選択される１種以上の化合物を主成分として含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明にかかる積層体は、上記第１のウルツ鉱型結晶層及び第２のウルツ鉱型結晶層が、窒化アルミニウムを主成分として含むことが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明にかかる積層体は、上記第１のウルツ鉱型結晶層と第２のウルツ鉱型結晶層とが、同一成分からなることが好ましい。
【００１８】
本発明にかかる積層体は、上記機能性物質層が、単結晶、多結晶又はアモルファスのいずれかの物質を含むことを特徴としている。また、上記積層体においては、上記機能性物質層が、導電性物質を含むことが好ましく、上記機能性物質層が、金属を含むことがより好ましく、上記機能性物質層が、体心立方構造又は六方最密格子構造を有する金属を含むことが特に好ましい。本発明にかかる積層体においては、上記機能性物質層を構成する機能性物質の代表的な一例としては、例えば、モリブデン又はタングステンの単体、或いは少なくともその一方の元素を含む化合物を挙げることができる。
【００１９】
本発明にかかる積層体は、上記第１のウルツ鉱型結晶層の厚さが５ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００２０】
本発明にかかる製造方法は、上記積層体の製造方法であって、基板上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層を形成する工程と、第１のウルツ鉱型結晶層を覆うように機能性物質層を形成する工程と、機能性物質層上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層を形成する工程とを含むとともに、上記少なくとも１つの工程を、気相成長法により行うことを特徴としている。
【００２１】
また、上記製造方法において、上記気相成長法は、物理的気相成長法及び／又は化学的気相成長法のいずれかであることが好ましい。
【００２２】
上記製造方法において、上記物理的気相成長法の代表的な一例として、真空蒸着法、分子線エピタキシー法、レーザーアプレーション法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、イオン化クラスタービーム蒸着法又はイオンビーム蒸着法が挙げられる。
【００２３】
また、上記製造方法において、上記化学的気相成長法の代表的な一例として、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、高周波プラズマＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ又はＤＣプラズマＣＶＤが挙げられる。
【００２４】
上記構成または方法によれば、ウルツ鉱型結晶層の結晶性や結晶配向性がよく、かつ、機能性物質の結晶構造を問わず、ウルツ鉱型結晶層と機能性物質層とを複合化した多層構造の積層体を作製することができる。それゆえ、ウルツ鉱型結晶構造化合物と、導電性等の機能を有する機能性物質とを複合化した電子部品材料の品質を向上させることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
（１）ウルツ鉱型結晶層を含む積層体
本発明にかかる積層体について図１に基づいて説明する。図１は本発明にかかるウルツ鉱型結晶構造化合物を含む積層体の概略の構成を示す断面図である。
【００２７】
本発明にかかる積層体は、基板１上に、第１のウルツ鉱型結晶層２と、機能性物質層３と、第２のウルツ鉱型結晶層４とが、この順で基板１に略平行に積層されている。より具体的には、本発明の積層体は、基板１上に、第１のウルツ鉱型結晶層２が形成され、その全領域を覆うように、機能性物質層３が形成され、さらに機能性物質層３上に第２のウルツ鉱型結晶層４が形成された積層構造を有している。各層の詳細については、後述する。
【００２８】
このような、導電性やその他の機能を有する機能性物質層３と、第１および第２のウルツ鉱型結晶層２・４とを複合化した積層体を用いれば、機能性物質層３上に形成された第２のウルツ鉱型結晶層の結晶性や結晶配向性の向上が可能となる。
【００２９】
本発明の積層体は、基板１上に第１のウルツ鉱型結晶層２、機能性物質層３、第２のウルツ鉱型結晶層４の各層をそれぞれ、この順に形成したものであるが、必要によっては基板を除去して使用することもできる。
【００３０】
以下、本発明の積層体を構成する基板１、第１および第２ウルツ鉱型結晶層２・４、及び機能性物質層３について詳細に説明する。
【００３１】
＜基板１＞
基板１は、特に限定されるものではなく、単結晶、多結晶、又はアモルファスのいずれかの物質からなるものであってもよいし、部分的に結晶化したものであってもよい。
【００３２】
より具体的には、基板１としては、Ｓｉ、サファイア、水晶、酸化マグネシウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の単結晶；酸化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニア等に代表されるセラミックス等の多結晶；ガラス、金属ガラス、炭素等のアモルファスが挙げられるがこれに限定されるものではない。つまり、基板１の結晶構造は、特に限定されるものではない。
【００３３】
なお、図１の積層体は、基板１上に、第１のウルツ鉱型結晶層２、機能性物質層３、および第２のウルツ鉱型結晶層４の各層がそれぞれこの順に形成された４層構造であるが、場合によっては、基板１を除去した３層構造の積層体としても使用することができる。
【００３４】
＜第１および第２のウルツ鉱型結晶層２・４＞
第１および第２のウルツ鉱型結晶層２・４は、ウルツ鉱型結晶構造化合物からなるものであれば特に限定されるものではない。
【００３５】
上記ウルツ鉱型結晶構造化合物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム又は酸化亜鉛のいずれかの化合物を主成分として含むことが好ましく、窒化アルミニウムを主成分とする化合物であることがより好ましい。
【００３６】
ここで、上記「主成分として含む」とは、成分中一番多く含むことを意味する。したがって、第１のウルツ鉱型結晶層２および第２のウルツ鉱型結晶層４は、単独のウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層であってもよいし、２種以上のウルツ鉱型結晶構造化合物からなる混晶からなる層であってもよいし、さらに別の化合物を含む層であってもよい。当該別の化合物としては、第１のウルツ鉱型結晶層２および第２のウルツ鉱型結晶層４の結晶性や結晶配向性に影響を与えない限り、特に限定されるものではない。
【００３７】
また、第１のウルツ鉱型結晶層２および第２のウルツ鉱型結晶層４は、同一成分からなることが好ましいが、異なる成分からなるものであってもよい。
【００３８】
第１のウルツ鉱型結晶層２のｃ軸は、上記基板表面と略垂直に配向していることが好ましい。これにより、第２のウルツ鉱型結晶層４を構成するウルツ鉱型結晶層のｃ軸も、基板１表面と略垂直方向に配向する。すなわち、機能性物質層３上に、結晶性および結晶配向性が良好な第２のウルツ鉱型結晶層４が形成可能となる。
【００３９】
本発明は、機能性物質層３の上に結晶性や結晶配向性を向上させたウルツ鉱型結晶層４を形成することを目的としているが、以上のように、第２のウルツ鉱型結晶層４のみでなく、第１のウルツ鉱型結晶層２及び第２のウルツ鉱型結晶層４を構成するウルツ鉱型結晶構造化合物のｃ軸が、上記基板表面と略垂直に配向していることが好ましい。
【００４０】
上記第２のウルツ鉱型結晶層のｃ軸は、上記基板表面と略垂直に配向していることが好ましい。これにより、上記第２のウルツ鉱型結晶層４の結晶性が高品質に保たれるので、ウルツ鉱型結晶構造化合物は、より高い硬度、速い音速、広いバンドギャップを有する高い機能性を示し、ウルツ鉱型結晶構造化合物と導電性等の機能を有する機能性物質とを複合化した電子部品材料の品質を向上させることが可能となる。
【００４１】
なお、前述したｃ軸は、第１のウルツ鉱型結晶層２及び第２のウルツ鉱型結晶層４を構成するウルツ鉱型結晶構造化合物の（００１）面に対して垂直な軸とする。
【００４２】
また、第２のウルツ鉱型結晶層４の厚さは、積層体の用途によって設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００４３】
第１のウルツ鉱型結晶層２の厚さは、第２のウルツ鉱型結晶層４のｃ軸が上記基板表面と略垂直に配向しているような結晶配向性を得るために必要な厚さであれば特に限定されない。具体的には、第１のウルツ鉱型結晶層２の厚さは、５ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、８０ｎｍ以上、１２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。とりわけ、第１のウルツ鉱型結晶層２の厚さは、１００ｎｍであることが特に好ましい。
【００４４】
これにより、特に、機能性物質層３が体心立方構造又は六方最密格子構造を有する場合にも、機能性物質層３の上に成長させたウルツ鉱型結晶層４の結晶性や結晶配向性の制御が可能となる。すなわち、機能性物質３が体心立方構造又は六方最密格子構造である場合は、面心立方構造である場合と比較して、機能性物質層３上に成長させたウルツ鉱型結晶層４の結晶性や結晶配向性の制御が困難であるが、第１のウルツ鉱型結晶層２の厚さを上記のようにすることにより、第２のウルツ鉱型結晶層４のｃ軸が上記基板表面と略垂直に配向しているような結晶配向性を得ることが可能となる。
【００４５】
なお、以上のことから、本発明にかかる積層体は、基板上に、第１のウルツ鉱型結晶層と、第１のウルツ鉱型結晶層の一部を覆うように形成された体心立方構造又は六方最密格子構造を有する機能性物質層と、機能性物質層を含む第１のウルツ鉱型結晶層を覆った第２のウルツ鉱型結晶層とが形成されていることを特徴とする積層体であってもよい。
【００４６】
＜機能性物質層３＞
機能性物質層３は、互いに対向する第１のウルツ鉱型結晶層２と第２のウルツ鉱型結晶層４との間に形成されている。
【００４７】
機能性物質層３を構成する機能性物質は、第１および第２のウルツ鉱型結晶層２・４と複合化した電子部品材料に用いられる物質であって、何らかの機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、機能性物質の機能としては、電気伝導性、熱伝導性、断熱性、耐熱性、耐食性、耐摩耗性等が挙げられる。
【００４８】
上記機能性物質は、特に限定されず、単結晶、多結晶、又はアモルファスのいずれかの物質を含んでおればよく、単結晶、多結晶、又はアモルファスのいずれの物質であってもよいし、部分的に結晶化したものであってもよい。つまり、上記機能性物質の結晶構造は、特に限定されるものではない。
【００４９】
機能性物質層３は、例えば、金属、半導体、導電性高分子、導電性ガラスなどの導電性物質を含んでいるか又はこれらからなることが好ましく、金属を含んでいるか又は金属からなることがより好ましい。さらに、機能性物質層３は、体心立方構造又は六方最密格子構造を有する金属を含んでいるかまたはこれらからなることがさらに好ましい。
【００５０】
これにより、機能性物質層３が第１のウルツ鉱型結晶層２の全領域を覆うことによる、機能性物質層３の内部の応力が大きく層が剥がれやすいという問題を解決することが可能となる。即ち、例えばタングステンやモリブデン等の体心立方構造又は六方最密格子構造を有する金属は、アルミニウム等の面心立方構造を有する金属と比較して、ウルツ鉱型結晶構造化合物と熱膨張係数が近い。それゆえ、機能性物質層３が第１のウルツ鉱型結晶層２の全領域を覆う場合にも応力が発生しにくく剥がれにくい。
【００５１】
したがって上記機能性物質は、とりわけ、モリブデン又はタングステンの単体、或いは少なくともその一方の元素を含む化合物であることが特に好ましい。また、モリブデン又はタングステンの単体、或いは少なくともその一方の元素を含む化合物を含む混合物であってもよい。これらの硬い金属を使用することによって、高い振動数に対応する電子部品を供給することが可能になる。
【００５２】
上記体心立方構造を有する金属は、特に限定されるものではなく、例えば、バリウム（Ｂａ）、クロム（Ｃｒ）、α−鉄（α−Ｆｅ）、β−鉄（β−Ｆｅ）、δ−鉄（δ−Ｆｅ）、リチウム（Ｌｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ナトリウム（Ｎａ）、β−チタン（Ｔｉ）、α−タングステン（Ｗ）等が挙げられる。
【００５３】
一方、上記六方最密格子構造を有する金属としては、特に限定されるものではなく、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、β−カルシウム（β−Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）、β−コバルト（β−Ｃｏ）、β−クロム（β−Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等が挙げられる。
【００５４】
かかる機能性物質層３上にウルツ鉱型結晶層４を形成することにより、ウルツ鉱型結晶層と導電性等の機能を有する機能性物質層とを複合化することが可能となる。それゆえ、ウルツ鉱型結晶化合物と様々な機能性物質とを複合化した形で、ウルツ鉱型結晶構造化合物を電子部材料に応用することができる。
【００５５】
また、機能性物質層３の厚さは、積層体の用途によって設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００５６】
第２のウルツ鉱型結晶層４のｃ軸が上記基板表面と垂直に配向しているような結晶配向性を得るためには、機能性物質層３の厚さは１０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍであることが特に好ましい。
【００５７】
以上のような積層体は、高周波発振素子、高周波用フィルター、各種センサ、スイッチ、超音波発振器、可聴帯域用電気機械変換機、発光素子等様々な電子部品材料として利用することができる。例えば、具体的な一例としては、次世代用携帯電話用の高周波フィルターやセンサなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、第１のウルツ鉱型結晶層２の全域を機能性物質層３で覆うことにより、初めてバルク型共振器の作製が可能となる。
【００５８】
（２）ウルツ鉱型結晶構造化合物を含む積層体の製造方法
本発明にかかる製造方法は、上記積層体の製造方法であって、基板１上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層２を形成する工程と、第１のウルツ鉱型結晶層２を覆うように機能性物質層を形成する工程と、機能性物質層３上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層４を形成する工程とを含む製造方法であれば特に限定されない。
【００５９】
また、上記製造方法は、これらの工程の少なくとも一つの工程、より好ましくは、２工程以上が、気相成長法により製造されることが好ましく、物理的気相成長法及び／又は化学的気相成長法のいずれかであることがさらに好ましい。
【００６０】
具体的には、上記物理的気相成長法の一例としては、真空蒸着法、分子線エピタキシー法、レーザーアプレーション法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、イオン化クラスタービーム蒸着法、イオンビーム蒸着法等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００６１】
また、上記化学的気相成長法の具体的な一例としては、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、高周波プラズマＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ、ＤＣプラズマＣＶＤ等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００６２】
基板１上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第１のウルツ鉱型結晶層２を形成する工程は、上記基板上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる層を形成する工程であれば、特に限定されるものではなく、例えば、上記の気相成長法のいずれかを好ましく用いることができる。
【００６３】
第１のウルツ鉱型結晶層２を覆うように機能性物質層３を形成する工程も、特に限定されるものではなく、例えば、上記の気相成長法のいずれかを好ましく用いることができる。
【００６４】
機能性物質層３上にウルツ鉱型結晶構造化合物からなる第２のウルツ鉱型結晶層４を形成する工程も、特に限定されるものではなく、例えば、上記の気相成長法のいずれかを好ましく用いることができる。
【００６５】
第１又は第２のウルツ鉱型結晶層４がｃ軸配向性を有するためには、原料には純金属を用い、化学的気相成長法によることがより好ましく、例えばスパッタリングを用いる場合は、ターゲットにアルミニウムを使用し、ガスにアルゴンと窒素を用いることが好ましい。また、この場合の基板の温度は２００℃以上、４００℃以下であることが好ましい。
【００６６】
また、上記の３の工程の順序は、上記積層体を製造するものであれば、特に限定されない。
【００６７】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
〔実施例〕
Ｓｉ単結晶基板上に第１のウルツ鉱型結晶構造化合物として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、機能性物質としてモリブデン（Ｍｏ）、第２のウルツ鉱型結晶構造化合物として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を、いずれもＲＦマグネトロンスパッタリング法で形成した。第１および第２の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の成膜は、ターゲットに金属アルミニウム（Ａｌ）、反応ガスとしてアルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）を用い、基板温度３００℃、ＲＦ出力４００Ｗで行った。モリブデン（Ｍｏ）の成膜は、ターゲットに金属モリブデン（Ｍｏ）、反応ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を用い、非加熱、ＲＦ出力１００Ｗで行った。
【００６９】
膜厚は第１の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が１００ｎｍ、モリブデン（Ｍｏ）が２００ｎｍ、第２の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が１μｍとなるように成膜した。
【００７０】
第２の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜の結晶性および結晶配向性の指標となるＸ線回折（ＸＲＤ）のＡｌＮ（０００２）ピークのロッキングカーブを得た。ロッキングカーブ半値幅は、図２に示すように、２．５４°となり、基板に対してｃ軸が垂直に配向した第２の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜が得られた。なお、図２では、図中縦軸がピーク強度を示し、横軸が回折角（図中θ（ｄｅｇ））を示す。
【００７１】
〔比較例〕
比較例としてＳｉ単結晶基板上に、機能性物質層としてモリブデン（Ｍｏ）、第２ウルツ鉱型結晶層として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が形成された積層体を作製した。すなわち、比較例の積層体は、図１において、第１のウルツ鉱型結晶層を有していない構成である。
【００７２】
実施例と同様にモリブデン（Ｍｏ）と窒化アルミニウム（ＡｌＮ）はＲＦスパッタリング法を用い、同じ条件で形成した。膜厚は、モリブデン（Ｍｏ）が２００ｎｍで、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が１μｍである。ＡｌＮ（０００２）ピークのロッキングカーブの半値幅は、図３に示すように８．１５°となり、実施例に比べてｃ軸結晶配向性の悪い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜となった。なお、図３では、図中縦軸がピーク強度を示し、横軸が回折角（図中θ（ｄｅｇ））を示す。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、機能性物質の層の下にウルツ鉱型結晶構造化合物の層をあらかじめ形成させている。これによって、いかなる結晶構造をとる機能性物質の層の上にも、結晶性および結晶配向性が良好なウルツ鉱型結晶構造化合物の層の形成が可能となるという効果を奏する。
【００７４】
それゆえ、ウルツ鉱型結晶構造化合物の電子部品材料としての応用において、導電性やその他の機能性物質と複合化する場合に、ウルツ鉱型結晶構造化合物を高品質に保つことができるので、幅広い電子部品材料への応用の可能性が見出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における積層体の概略の断面図である。
【図２】実施例にて作製されたＡｌＮ／Ｍｏ／ＡｌＮ／Ｓｉ積層体に関するＸＲＤ測定のＡｌＮ（０００２）ピークのロッキングカーブである。
【図３】比較例にて作製されたＡｌＮ／Ｍｏ／Ｓｉ積層体に関するＸＲＤ測定のＡｌＮ（０００２）ピークのロッキングカーブである。
【図４】従来の積層体の断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  第１のウルツ鉱型結晶層
３  機能性物質層
４  第２のウルツ鉱型結晶層
【図１】
2004346336.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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