CN102436866A - 介电薄膜形成组合物，形成介电薄膜的方法和由该方法所形成的介电薄膜 - Google Patents
介电薄膜形成组合物，形成介电薄膜的方法和由该方法所形成的介电薄膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102436866A CN102436866A CN2011102581922A CN201110258192A CN102436866A CN 102436866 A CN102436866 A CN 102436866A CN 2011102581922 A CN2011102581922 A CN 2011102581922A CN 201110258192 A CN201110258192 A CN 201110258192A CN 102436866 A CN102436866 A CN 102436866A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric film
- film
- composition
- copper
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 63
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 81
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 57
- -1 carboxylate compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylbutanoic acid Chemical compound CCC(CC)C(O)=O OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229940120693 copper naphthenate Drugs 0.000 claims description 17
- SEVNKWFHTNVOLD-UHFFFAOYSA-L copper;3-(4-ethylcyclohexyl)propanoate;3-(3-ethylcyclopentyl)propanoate Chemical compound [Cu+2].CCC1CCC(CCC([O-])=O)C1.CCC1CCC(CCC([O-])=O)CC1 SEVNKWFHTNVOLD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- CINXMKKDUHOADH-UHFFFAOYSA-N copper;octanoic acid Chemical compound [Cu].CCCCCCCC(O)=O CINXMKKDUHOADH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 13
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- OBETXYAYXDNJHR-SSDOTTSWSA-M (2r)-2-ethylhexanoate Chemical compound CCCC[C@@H](CC)C([O-])=O OBETXYAYXDNJHR-SSDOTTSWSA-M 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 6
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 5
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BLEVEEYBXVENCO-UHFFFAOYSA-N copper;2-methylpropanoic acid Chemical compound [Cu].CC(C)C(O)=O BLEVEEYBXVENCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DZHVONCKUBUJPU-UHFFFAOYSA-N copper;3-methylbutanoic acid Chemical compound [Cu].CC(C)CC(O)=O DZHVONCKUBUJPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KIJUYIWZRZZLJC-UHFFFAOYSA-N copper;pentanoic acid Chemical compound [Cu].CCCCC(O)=O KIJUYIWZRZZLJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVLQKWQNKGVECJ-UHFFFAOYSA-N copper;propanoic acid Chemical compound [Cu].CCC(O)=O QVLQKWQNKGVECJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004718 beta keto acids Chemical class 0.000 claims description 3
- ZOPIOERRHKZGFP-UHFFFAOYSA-N copper;heptanoic acid Chemical compound [Cu].CCCCCCC(O)=O ZOPIOERRHKZGFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002467 phosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 174
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 12
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N isoamyl acetate Chemical compound CC(C)CCOC(C)=O MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoropentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)CC(=O)C(F)(F)F SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQKZRWSUJHVIPE-UHFFFAOYSA-N 2-Pentanol acetate Chemical compound CCCC(C)OC(C)=O GQKZRWSUJHVIPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUUSOSLBXVJKL-UHFFFAOYSA-N 3-ethylpentanoic acid Chemical compound CCC(CC)CC(O)=O ATUUSOSLBXVJKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IGIDLTISMCAULB-UHFFFAOYSA-N 3-methylvaleric acid Chemical compound CCC(C)CC(O)=O IGIDLTISMCAULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N Valeric acid Natural products CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 description 2
- OHMBHFSEKCCCBW-UHFFFAOYSA-N hexane-2,5-diol Chemical compound CC(O)CCC(C)O OHMBHFSEKCCCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940117955 isoamyl acetate Drugs 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-N isocaproic acid Chemical compound CC(C)CCC(O)=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 2
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N pentyl acetate Chemical compound CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ODIGIKRIUKFKHP-UHFFFAOYSA-N (n-propan-2-yloxycarbonylanilino) acetate Chemical compound CC(C)OC(=O)N(OC(C)=O)C1=CC=CC=C1 ODIGIKRIUKFKHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVBUKMMMRLOKQR-UHFFFAOYSA-N 1-phenylbutane-1,3-dione Chemical compound CC(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 CVBUKMMMRLOKQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYHKNCXZYYTLRG-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazole-2-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=NC=CN1 XYHKNCXZYYTLRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBUDVZDSWKZABS-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylpentanoic acid Chemical compound CCC(C)C(C)C(O)=O LBUDVZDSWKZABS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFRBDWRZVBPBDO-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-pentanol Chemical compound CCCC(C)(C)O WFRBDWRZVBPBDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCCIFDCPHCKATH-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-yl acetate Chemical compound CCC(C)(C)OC(C)=O JCCIFDCPHCKATH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M 3-Methylbutanoic acid Natural products CC(C)CC([O-])=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HXUIDZOMTRMIOE-UHFFFAOYSA-N 3-oxo-3-phenylpropionic acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 HXUIDZOMTRMIOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N Acetoin Chemical compound CC(O)C(C)=O ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NJMSHCIXZBBKML-UHFFFAOYSA-N C(CCC)(=O)CC(C(C)(C)C)=O.[F] Chemical compound C(CCC)(=O)CC(C(C)(C)C)=O.[F] NJMSHCIXZBBKML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018921 CoO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N Propyl levulinate Chemical compound CCCOC(=O)CCC(C)=O QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 1
- 229910019899 RuO Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Ba] Chemical compound [Sr].[Ba] WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M acetoacetate Chemical compound CC(=O)CC([O-])=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KLUDQUOLAFVLOL-UHFFFAOYSA-N acetyl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC(C)=O KLUDQUOLAFVLOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAZMYXGARXYAEQ-UHFFFAOYSA-N alpha-ethyl valeric acid Chemical compound CCCC(CC)C(O)=O BAZMYXGARXYAEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L barium acetate Chemical compound [Ba+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- TVSNZOUKUFGNLK-UHFFFAOYSA-N barium(2+);butan-1-olate Chemical compound [Ba+2].CCCC[O-].CCCC[O-] TVSNZOUKUFGNLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUJSIVIXCTVEI-UHFFFAOYSA-N barium(2+);propan-2-olate Chemical compound [Ba+2].CC(C)[O-].CC(C)[O-] CPUJSIVIXCTVEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N beta-methyl-butyric acid Natural products CC(C)CC(O)=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical class CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000224 chemical solution deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N ethyl butyrate Chemical compound CCCC(=O)OCC OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N iso-butyl acetate Natural products CC(C)COC(C)=O GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M isocaproate Chemical compound CC(C)CCC([O-])=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid methyl ester Natural products COC(=O)CC(C)C OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical class CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- RHHHGLCTQKINES-UHFFFAOYSA-M sodium;5-amino-2-methoxy-4-sulfobenzenesulfonate Chemical compound [Na+].COC1=CC(S(O)(=O)=O)=C(N)C=C1S([O-])(=O)=O RHHHGLCTQKINES-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- RXSHXLOMRZJCLB-UHFFFAOYSA-L strontium;diacetate Chemical compound [Sr+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O RXSHXLOMRZJCLB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
- H01G7/06—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture having a dielectric selected for the variation of its permittivity with applied voltage, i.e. ferroelectric capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/47—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on strontium titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62218—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic films, e.g. by using temporary supports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
用于形成BST介电薄膜的介电薄膜形成组合物，该组合物包括用于形成薄膜的液态组合物，其采用混合的复合金属氧化物的形式，在其中包括Cu(铜)的复合氧化物B被混合到由式Ba1-xSrxTiyO3(其中0.2<x<0.6和0.9<y<1.1)表示的复合金属氧化物A中，所述液态组合物是有机金属化合物溶液，在该溶液中，组成复合金属氧化物A的原材料和组成复合氧化物B的原材料按上述式表示的给定金属原子比的比例和在0.001≤B/A<0.15的范围内的A与B之间的摩尔比溶解在有机溶剂中。
Description
发明背景。
发明领域
本发明涉及介电薄膜形成组合物，它能形成具有优良泄露电流特性（leak current characteristics）、高可调性和高介电常数的薄膜电容器；形成介电薄膜的方法；和由该方法所形成的介电薄膜。在本说明书中，术语“可调的”是指当改变所施加电压时，电容发生变化。术语“可调性”是指电容的可变性或变化速率。
相关技术描述
在高频可调器件内，如在高频过滤器、高频天线或移相器或类似器件等内，要安装可调电容元件(可调元件)，它包括上电极、下电极和由电极之间形成的介电层所组成的薄膜电容器。薄膜电容器用作其中电容随电极间所施加电压的变化而变化的电容器。作为上述薄膜电容器的介电层，已经使用具有高介电常数的通过利用钙钛矿型氧化物例如钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钡锶(下文称之为“BST”)、钛酸钡(BaTiO3)等形成的介电薄膜。作为形成介电薄膜的方法，除了物理汽相生长法，例如真空沉积法、溅射法或激光烧蚀法或化学汽相生长法，如化学蒸气沉积(CVD)法以外，已经使用化学溶液法，例如凝胶-溶胶法(例如，见日本未经审查的专利申请第一公开号S 60-236404)。
对安装在高频可调器件内的薄膜电容器，要求具有其电容相对于所施加电压的可变性（可调性）。因此，希望当提高所施加电压时可以控制电容的变化范围，即，希望薄膜电容器具有可调性。原因是，随可调性提高，能够用较小的电压变化来处理较宽的共振频率。更详细地，可调性用式(C0V-CtV)/C0V×100%表示，其中，施加电压之前的电容以C0V表示，施加tV电压之后的电容以CtV表示。例如，如图1所示，当施加5 V电压时，电容从无电压时的C0V变为C5V。这时，可以说，自C0V至C5V的变化越大，可调性就越高，而且实现了具有高可调性的薄膜电容器。作为提高可调性的技术，已公开了如下可调电容器：在用于高频带时保持所需的阻抗，而且通过用具有高介电常数的材料能保证高可调性(例如，见日本未经审查的专利申请第一公开号2008-53563)。
发明概述
但是，按照以上JP-2008-53563所公开的传统技术，在形成介电层时，为了形成其介电常数低于第一介电层的介电常数的第二介电层，以覆盖第一介电层的部分的主表面，必须进行复杂的步骤。
本发明的发明人已专注于在形成介电薄膜中所使用的材料，而且从材料改进的角度看，已实现了本发明，其能呈现高可调性并提高了作为薄膜电容器或类似器件的基本特性的介电常数和泄露电流特性。
本发明的目的是提供介电薄膜形成组合物，该组合物在用于薄膜电容器或类似器件时，能提高泄露电流特性、可调性和介电常数；提供了形成介电薄膜的方法和介电薄膜。
[1] 形成BST介电薄膜的介电薄膜形成组合物包括用于形成薄膜的液态组合物，其采用混合的复合金属氧化物的形式，在其中包括Cu(铜)的复合氧化物B被混合到由式Ba1-xSrxTiyO3(其中0.2<x<0.6和0.9<y<1.1)表示的复合金属氧化物A中，其中所述液态组合物是有机金属化合物溶液，在该溶液中，用于组成复合金属氧化物A的原材料和用于组成复合氧化物B的原材料，按上述式表示的金属原子比的比例和在0.001≤B/A<0.15的范围内的A与B之间的摩尔比被溶解在有机溶剂中。
[2] 按照以上[1]的介电薄膜形成组合物，其中用于复合金属氧化物A的原材料是其中的有机基团通过其氧原子或氮原子与金属元素结合（bond）的化合物。
[3] 按照以上[2]的介电薄膜形成组合物，其中用于组成复合金属氧化物A的原材料是至少一种选自包括以下的组的化合物：金属醇盐、金属二醇络合物、金属三醇络合物、金属羧酸盐、金属β-二酮酸盐络合物（metal β-diketonate complex）、金属β-二酮酸酯络合物(metal β-diketo ester complex)、金属β-亚氨基酮基络合物(metal β-iminoketo ester complex)和金属氨基络合物。
[4] 按照以上[1]的介电薄膜形成组合物，其中用于复合氧化物B的原材料是其中的有机基通过其氧原子或氮原子与Cu(铜)结合的化合物。
[5] 按照以上[4]的介电薄膜形成组合物，其中用于复合氧化物B的原材料是至少一种选自包括以下的组的化合物：羧酸盐化合物、硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、β-二酮酸盐化合物、β-二酮酸酯化合物、β-亚氨基酮基化合物和氨基化合物。
[6] 按照以上[5]的介电薄膜形成组合物，其中该羧酸盐化合物是至少一种选自包括以下的组的化合物：环烷酸铜、正辛酸铜、2-乙基己酸铜、正庚酸铜、正己酸铜、2-乙基丁酸铜、正戊酸铜、异戊酸铜、正丁酸铜、异丁酸铜和丙酸铜。
[7] 按照以上[5]的介电薄膜形成组合物，其中该硝酸盐化合物是硝酸铜。
[8] 按照以上[1]～[7]中任何一项的介电薄膜形成组合物，进一步包括相对于1 mol的该组合物中金属总量0.2～3 mol比率的至少一种选自包括以下的组的稳定剂：β-二酮、β-酮酸、β-酮酸酯、含氧酸、二醇、三醇、高级羧酸盐、烷醇胺和多价胺（polyvalent amine）。
[9] 按照以上[1]～[8]中任何一项的介电薄膜形成组合物，其中B与A之间的摩尔比B/A在0.002≤B/A≤0.1范围内。
[10] 形成介电薄膜的方法，包含下列步骤：重复使用按照以上[1]～[9]中任何一项的介电薄膜形成组合物涂布耐热基底的工序并干燥它，直到获得具有期望厚度的膜；和在上述工序之后，在空气、氧气气氛或水蒸汽气氛中，在该膜的结晶温度或更高温度下烘烤该膜。
[11] 使用按照以上[10]的方法所形成的BST介电薄膜，其中BST介电薄膜包括Cu。
[12] 按照以上[11]的BST介电薄膜，其中，在使用具有100 nm～500 nm厚度范围内的BST介电薄膜所形成的薄膜电容器内，在20 V电压下，泄漏电流密度小于或等于3.0×10-6 A/cm2和可调性大于或等于70%，以及在0 V电压下，介电常数大于或等于300。
[13] 下列的复合电子零件（composite electronic part）：薄膜电容器、电容器、IPD(集成无源器件)、DRAM存储电容器、多层电容器、晶体管的栅极绝缘材料（gate insulating material）、非挥发性存储器、热电型红外检测元件、压电器件、电-光器件、驱动器、共振器、超声马达或LC噪声过滤元件，其具有按照以上[12]的BST介电薄膜。
[14] 按照以上[13]的下列的复合电子零件：薄膜电容器、电容器、IPD、DRAM存储电容器、多层电容器、晶体管的栅极绝缘材料、非挥发性存储器、热电型红外检测元件、压电器件、电-光器件、驱动器、共振器、超声马达或LC噪声过滤元件，其中该BST介电薄膜响应不低于100 MHz的频带的。
在本发明中，用来形成BST介电薄膜的介电薄膜形成组合物，包括形成薄膜的液态组合物，该液态组合物采用混合的复合氧化物形式，在其中包括Cu(铜)的复合氧化物B被混合到由式Ba1-xSrxTiyO3(其中0.2<x<0.6和0.9<y<1.1)表示的复合金属氧化物A中，其中所述液态组合物是有机金属化合物溶液，在该溶液中，组成复合金属氧化物A的原材料和组成复合氧化物B的原材料，按上述式所表示的给定金属原子比的比例和在0.001≤B/A<0.15范围内的A与B之间的摩尔比被溶解在有机溶剂中。因此具有通过利用以上组合物形成的上述介电薄膜的薄膜电容器呈现低泄漏电流密度和高可调性。
附图简述
图1是说明在可变电容元件内，电容随所施加电压变化而变化的示意图。
发明详述
下面将参考附图描述本发明的优选实施方案。
本发明的介电薄膜形成组合物是用于形成BST介电薄膜的组合物。通过利用该组合物所形成的介电薄膜采用混合的复合金属氧化物形式，其通过将包括Cu(铜)的复合氧化物B混合到由式Ba1-xSrxTiyO3(其中0.2<x<0.6和0.9<y<1.1)表示的复合金属氧化物A中而得到。该组合物包括有机金属化合物溶液，在该溶液中，组成该复合金属氧化物A的原材料和组成该复合氧化物B的原材料以满足由上式所表示的金属原子比的比率溶解。
即，本发明的组合物通过加入包括Cu(铜)的复合氧化物B的原材料制成。通过使用该组合物提供所形成的介电薄膜，可产生具有高泄露电流特性、高可调性和高介电常数的薄膜电容器或类似器件。认为通过加入原材料Cu(铜)来减少泄漏电流密度的技术原因是该膜由于Cu(铜)的加入而被致密化。此外，还认为呈现高可调性的原因是该膜中的晶粒由于Cu(铜)的加入而增大并因此提高了介电常数。
作为组合的金属氧化物A的原材料，优选的化合物是其中有机基团通过其氧原子或氮原子结合到Ba、Sr和Ti的各金属元素的化合物。例如，可以列举至少一种选自以下的化合物：金属醇盐、金属-二醇络合物、金属-三醇络合物、金属羧酸盐、金属β-二酮酸盐络合物、金属β-二酮酸酯络合物、金属β-亚氨基酮基络合物和金属氨基络合物。特别优选使用的化合物是金属醇盐、其部分水解产物，和有机酸盐。
具体地，作为Ba化合物，可列举羧酸盐，如2-乙基丁酸钡、2-乙基己酸钡、乙酸钡或类似物；或金属醇盐，如二异丙醇钡（barium diisopropoxide）、二丁醇钡(barium dibutoxide)或类似物。此外，作为Sr化合物，可列举羧酸盐，如2-乙基丁酸锶、2-乙基己酸锶、乙酸锶或类似物；或金属醇盐，如二异丙醇锶、二丁醇锶或类似物。此外，作为Ti化合物，可列举金属醇盐，如四乙醇钛、四异丙醇钛、四丁醇钛、二甲氧基-二异丙醇钛或类似物。金属醇盐可原样使用。或者，也可以用其部分水解产物以促进水解。
作为组合的金属氧化物B的原材料，优选的化合物是其中有机基团通过其氧原子或氮原子结合到Cu(铜)元素的化合物。例如，可列举至少一种选自以下的化合物：羧酸盐化合物，硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、β-二酮酸盐化合物、β-二酮酸酯化合物、β-亚氨基酮基化合物和氨基化合物。特别优选使用的化合物是羧酸盐化合物，如环烷酸铜、正辛酸铜、2-乙基己酸铜、正庚酸铜、正己酸铜、2-乙基丁酸铜、正戊酸铜、异戊酸铜、正丁酸铜、异丁酸铜、丙酸铜或类似物；以及硝酸盐化合物，如硝酸铜或类似物。但是，不优选用羧酸盐化合物中的乙酸铜作为原材料所获得的介电薄膜形成组合物，因这它会容易造成沉淀并存在其贮存稳定性问题。
为制成按照本发明的介电薄膜形成组合物，要将这些原材料按对应于介电薄膜期望组成的比例溶解在适当的溶剂内，然后以对于涂布合适的浓度制造。调节在形成之后在介电薄膜内B与A之间的摩尔比B/A以在0.001≤B/A<0.15范围内。作为以这种方式制造的结果，就可允许在使用该组合物形成后该介电薄膜具有低泄漏电流密度和高可调性。此外，如果该摩尔比超过了上限值，可调性就会不期望地被变坏。特别优选该摩尔比在0.002≤B/A≤0.1范围内。
这里，用于介电薄膜形成组合物的溶剂取决于要使用的原材料来合适地确定。可用作的该溶剂的那些一般包括羧酸、醇、酯、酮(如丙酮和甲乙酮)、醚(如二甲醚和二乙醚)、环烷(如环己烷和环己醇)、芳族化合物(如苯、甲苯和二甲苯)、四氢呋喃和通过混合它们中的两种或更多种所获得的溶剂。
具体地，作为羧酸，可优选使用正丁酸、丁酸α-甲基酯、异戊酸、丁酸2-乙酯、丁酸2,2-二甲酯、丁酸3,3-二甲酯、丁酸2,3-二甲酯、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2,2-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2-乙基己酸和3-乙基己酸。
作为酯，优选使用乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸叔戊酯和乙酸异戊酯。此外，作为醇，优选使用1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-戊醇、2-戊醇、2-甲基-2-戊醇和2-甲氧基乙醇。
优选在介电薄膜形成组合物的有机金属化合物溶液中有机金属化合物的总浓度在金属氧化物的约化量（reduced quantity）的约0.1～20 %质量范围内。如果有机金属化合物的总浓度低于上述下限，则难以形成具有理想膜厚度的介电薄膜，因为平均单个涂层（par a single）的膜厚度变薄。相反，如果有机金属化合物的总浓度超过上述上限，则烘烤后在介电薄膜上会产生裂纹。因此，在上述范围之外的有机金属化合物总浓度是不期望的。
如果需要，可以在有机金属化合物溶液内加入(稳定剂中的分子数)/(金属原子数)之比为约0.2～3的稳定剂。该稳定剂是至少一种选自包括以下的组的化合物：β-二酮(如乙酰丙酮、七氟丁酰新戊酰甲烷、二新戊酰甲烷、三氟乙酰丙酮、苯甲酰丙酮和类似物)、β-酮酸(如乙酰乙酸、丙酰乙酸、苯甲酰乙酸和类似物)、β-酮酸酯(如低级烷基酯，如上述酮酸的甲酯、丙酯、丁酯和类似物)、含氧酸(如乳酸、乙醇酸、α-氧基丁酸酯、水杨酸和类似物)、上述含氧酸的低级烷基酯和羟基酮（oxy ketone）(如二丙酮醇、3-羟基丁酮和类似物)、二醇、三醇、高级羧酸、烷醇胺(如二乙醇胺、三乙醇胺和单乙醇胺)、多价胺，及类似物。
在本发明中，要通过对以上所制备的有机金属化合物溶液的过滤方法除去一些颗粒，而且每1 mL溶液，具有0.5 μm或更大（尤其0.3 μm或更大，更尤其0.2 μm或更大）粒径的其它颗粒数优选为50 个颗粒/mL或更少。
此外，使用光散射颗粒计数器来测量在有机金属化合物溶液中的颗粒数。
如果有机金属化合物溶液中具有0.5 μm或更大粒径的颗粒数超过50个颗粒/mL，则长期贮存稳定性变坏。当有机金属化合物溶液中具有0.5 μm或更大粒径的颗粒数变少时，稳定性是优选的，当该颗粒数是30个颗粒/mL或更少时，稳定性是尤其优选的。
有机金属化合物溶液在制得后进行加工以获得上述颗粒数的方法不受限制，但可例如列举下述方法。作为第一种方法，有过滤法，其中使用孔径为0.2 μm的商购膜式过滤器以利用注射器进行抽吸（pumping）。作为第二种方法，有压力过滤法，其中联合了孔径为0.05 μm的商购膜式过滤器和压力槽。作为第三种方法，有循环过滤法，在其中联合了第二种方法中所用的过滤器和溶液循环槽。
在上述任何方法中，过滤器的颗粒俘获速率依赖于压力进给溶液的压力而不同。已经知道，压力越低，则俘获速率就变得越高。尤其优选允许溶液在低压下缓慢通过过滤器，以满足在第一和第二种方法中保持其每个颗粒的粒径不小于0.5 μm的颗粒数不超过50的条件。
通过使用按照本发明的介电薄膜形成组合物，能够容易地形成混合的复合（combined）金属氧化物形式的介电薄膜，其通过将包括Cu(铜)的复合金属氧化物B混合到BST复合金属氧化物A中而获得。在使用该组合物所形成的薄膜内，B与A之间的摩尔比B/A在0.001≤B/A<0.15范围内。当B与A之间的摩尔比在此范围内时，能降低泄漏电流密度并允许使用具有该薄膜的薄膜电容器等类似器件有高可调性和高介电常数。此外，当该摩尔比超过其上限值时，可调性会变坏。特别优选摩尔比是在以上比率中的0.002≤B/A≤0.1范围内。
当使用根据本发明的介电薄膜形成组合物形成介电薄膜时，通过涂布方法例如旋涂、浸涂、LSMCD(液态源雾化化学沉积)等把上述组合物涂布在耐热基底上，然后进行干燥处理(预烘烤)和主烘烤。
所用耐热基底的具体实例包括对于基底表面层利用钙钛矿型导电氧化物的基底，该钙钛矿型导电氧化物例如单晶Si、多晶Si、Pt,Pt(用于最上层)/Ti，Pt(用于最上层)/Ta，Ru，RuO2，Ru(用于最上层)/RuO2，RuO2(用于最上层)/Ru，Ir，IrO2，Ir(用于最上层)/IrO2，Pt(用于最上层)/Ir，Pt(用于最上层)/IrO2，SrRuO3，(LaxSr(1-x))CoO3等。但是，这里要用的耐热基底不受限制。
当用单次涂布未得到所需膜厚度时，主烘烤要在进行多次涂布工序和干燥工序之后进行。这里“所需膜厚度”一词是指在主烘烤后获得的介电薄膜的厚度。在将介电薄膜用于具有高电容密度的薄膜电容器的情况下，介电薄膜在主烘烤后的厚度在50～500 nm范围内。
进行预烘烤是为了除去溶剂并热解或水解该有机金属化合物和有机化合物，以使它们转化为复合氧化物。因此预烘烤要在空气、氧化性气氛或在水蒸汽气氛中进行。即使在空气中加热的情况下，也能通过空气中的湿度足以保障水解所需要的水份。该热处理可以两步法进行，包括为除去溶剂的低温加热和为热解有机金属化合物和有机化合物的高温加热。
主烘烤是用来烘烤薄膜的方法，其通过在薄膜的结晶温度或更高的温度下进行预烘烤以使薄膜结晶而获得，而且用通过该方法可获得介电薄膜。优选使用O2、N2、Ar、N2O、H2或通过混合它们中的一些所获得的气体用作该结晶过程的烘烤气氛。
预烘烤在150～550℃进下行1～30 min，而主烘烤在450～800℃下进行1～60 min。主烘烤可以用快速热退火(RTA工艺)进行。在利用RTA工艺进行主烘烤的情况下，优选升温速率设定在10～100℃/秒范围内。
以此方式形成的本发明的介电薄膜，在具有上述薄膜的薄膜电容器或类似器件中能够减少泄漏电流密度并呈现出高可调性和高介电常数。此外，本发明的介电薄膜具有作为IPD的优良的基本特性。具体地，当薄膜电容器是用厚度在100 nm～500 nm范围内的介电薄膜(BST介电薄膜)形成时，在20 V的薄膜电容器电压下，呈现小于或等于3.0×10-6A/cm2的泄漏电流密度和大于或等于70%的可调性。此外，在0 V的薄膜电容器电压下，呈现大于或等于300的介电常数。
因此，按照本发明的介电薄膜可用作以下的复合电子零件的组成材料：薄膜电容器、电容器、IPD、DRAM存储电容器、多层电容器、晶体管的栅极绝缘器、非挥发性存储器、热电型红外检测元件、压电元件、电-光元件、驱动器、共振器、超声马达或LC噪声过滤元件。按照本发明的介电薄膜尤其可用于能响应不小于100 MHz频带的上述元件中元件。
实施例
下面将详述按照本发明的实施例和对比实施例。
下面是实施例和对比实施例中所用的原材料。
Ba化合物：2-乙基丁酸钡
Sr化合物：2-乙基丁酸锶
Ti化合物：四异丙醇钛
Cu化合物：环烷酸铜、2-乙基丁酸铜、正辛酸铜、2-乙基己酸铜、正戊酸铜、异戊酸铜、正丁酸铜、异丁酸铜、丙酸铜、乙酸铜和硝酸铜。
<实施例1>
用充分脱水的乙酸异戊酯作为有机溶剂，并将作为Ba化合物和Sr化合物的2-乙基丁酸钡和2-乙基丁酸锶溶解在其中，使Ba:Sr的摩尔比变成70:30。然后，在所得溶液中加入作为Ti化合物的四异丙醇钛，使Ba:Sr:Ti的摩尔比变成70:30:100。此外，加入并溶解作为Cu化合物的环烷酸铜，使B与A之间的摩尔比B/A变为0.02。进一步，按一倍（one time）总金属量的比率加入稳定剂(乙酰丙酮)以稳定化该溶液，制得金属氧化物的约化量为7 wt%的薄膜形成组合物。
用下述CSD法(化学溶液沉积法)实施薄膜的形成。
即，首先，，制备作为基底的6英寸硅基底，该基底具有在其上通过溅射法形成的Pt下电极膜。通过旋涂法，在500 rpm的条件下持续3 秒，和然后在2000 rpm的条件下持续15 秒，在该基底的Pt下电极膜上涂布以上述方式制备的薄膜形成组合物。
然后，用热板通过在350℃下加热10 分钟进行干燥处理和预烘烤。重复涂布工序和预烘烤工序4次，并在空气气氛中，在5℃/分钟的升温速率和700℃温度的条件下烘烤所得产品1小时，从而获得膜厚度为350 nm的介电薄膜。
然后，通过用金属掩膜和以溅射法在其表面上产生约250 μm×250 μm正方形的Pt上电极，得到薄膜电容器。
<实施例2>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.03。
<实施例3>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.05。
<实施例4>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.10。
<实施例5>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入二乙醇胺代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例6>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入三乙醇胺代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例7>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入甲酰胺代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例8>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入1-氨基-2-丙醇代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例9>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入丙二醇代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例10>
如下表1所示，通过用与实施例2相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入1-氨基-2-丙醇代替乙酰丙酮作为稳定剂。
<实施例11>
如下表1所示，通过用与实施例2相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入2-乙基丁酸铜代替环烷酸铜作为Cu化合物。
<实施例12>
如下表1所示，通过用与实施例11相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入甲酰胺代替乙酰丙酮作为稳定剂并在干燥空气气氛下进行烘烤。
<实施例13>
如下表1所示，通过用与实施例12相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入硝酸铜代替2-乙基丁酸铜作为Cu化合物并在氧气气氛内进行烘烤。
<实施例14>
如下表1所示，通过用与实施例8相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.001。
<实施例15>
如下表1所示，通过用与实施例8相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.002。
<实施例16>
如下表1所示，通过用与实施例8相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.005。
<实施例17>
如下表1所示，通过用与实施例8相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.01。
<实施例18>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入正辛酸铜以代替环烷酸铜作为Cu化合物并加入正辛酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变成0.01。
<实施例19>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入2-乙基己酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例20>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入正戊酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例21>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入异戊酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例22>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入正丁酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例23>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入异丁酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例24>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入丙酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例25>
如下表1所示，通过用与实施例18相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入乙酸铜代替正辛酸铜作为Cu化合物。
<实施例26>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.14。
<对比实施例1>
通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了没有加入Cu化合物。
<对比实施例2>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.0005。
<对比实施例3>
如下表1所示，通过用与实施例1相同的方法制备薄膜形成组合物来获得薄膜电容器，除了加入环烷酸铜使得B与A之间的摩尔比B/A变为0.15。
[表1]
<比较试验及其评价>
对于实施例1～26和对比实施例1～3中所得到的薄膜电容器的泄漏电流密度、可调性和介电常数进行评价。此外，还通过针对在实施例1～26和对比实施例1～3中所制备的各介电薄膜形成组合物测量液体中的颗粒计数，对于组合物的贮存稳定性进行评价。结果示于下表2。
(1)泄漏电流密度：在薄膜电容器的上电极与紧贴在介电薄膜之下的Pt下电极之间施加DC电压，以评价泄漏电流密度的电压依赖性(I-V特性)。把20 V所施加电压下的泄漏电流密度值设定为典型值。此外，在如下条件下：偏压步长（bias step）为0.5 V，延迟时间为0.1 s，温度为23℃，测定湿度为50±10%，用电流/电压测量设备(Keithley Instruments Inc.,型号：236 SMU)测量I-V特性。
(2)可调性：在薄膜电容器的Pt上电极与Pt下电极之间以10 MHz施加20 V 偏压，以计算电容的变化T(%)，其可以利用当不施加偏压时的电容C0V和当施加20 V偏压时的电容C20V由下式（1）获得。此外，用阻抗材料分析仪(Hewlett-Packard Company:HP4291A)测量电容变化T(%)。
T=(C0V-C20V)/ C0V×100% (1)
(3)介电常数：在厚度为d且面积为S的薄膜电容器的Pt上电极与Pt下电极之间以10 MHz施加0 V偏压，用电容C0V由下式(2)计算介电常数ε。用数值8.854×10-12(F/m)作为真空态下的介电常数。此外，用阻抗材料分析仪(Hewlett-Packard Company:HP4291A)测量电容C0V。
ε=C0V×d/S/8.854×10-12 (2)
(4)贮存稳定性：用膜过滤器(Nihon Entegris，孔径：0.05 μm)和压力槽过滤各制得的介电薄膜形成组合物，然后将组合物转移入洗净的螺纹盖玻璃瓶(Wakayama CIC Research Laboratory Washed Product)并在保持7℃的温度下贮存2个月。对刚过滤后(允许无扰动静置2 小时后)的组合物和贮存2个月后的组合物，用颗粒计数器(Rion,KS-42B)分别测定在该液体中具有0.5 μm或更大粒径的颗粒数(颗粒数/mL)。此外，如果贮存后组合物中所包含液体中的颗粒数少于50 个颗粒/mL，则在表2内评价该组合物为“OK”，如果颗粒数超过50个颗粒/mL，则评价为“NG”。
[表2]
如从表1和表2可理解，与对比实施例1相比，在对于实施例1～26中的泄漏电流密度、可调性和介电常数的评价中，得到了足够优异的结果。
从实施例1～26与对比实施例2的比较中，也观察到，对比实施例2中B/A之比小于0.001的薄膜电容器与对比实施例1中没有加入铜的薄膜电容器呈现出相同的介电常数，且加入铜基本无影响。此外，从实施例1～26与对比实施例3的比较中，也观察到对比实施例3中B/A不小于0.15的薄膜电容器的可调性明显降低了。
此外，已证实在实施例25的用于形成介电薄膜的组合物中，其使用乙酸铜用于复合氧化物B的原材料所制备，，在贮存2个月后在液体中的颗粒数大大增加，由此表明差的贮存稳定性。相反，在使用除乙酸铜外的原材料用于复合氧化物B的原材料所制得的那些用于形成介电薄膜的组合物中，在贮存2个月后在液体中只有很少颗粒，由此证实这些组合物具有优良的贮存稳定性。
虽然前面已描述并说明了本发明的优选实施方案，但应理解，它们是本发明的举例，不能被看成是限制性的。在不偏离本发明的范围的前提下可以作加、减、取代和其它改进。因此，本发明不应被看成受前面描述的限制，而仅受所附权利要求的限制。
Claims (14)
1. 用于形成BST介电薄膜的介电薄膜形成组合物，该组合物包括：
用于形成薄膜的液态组合物，其采用混合的复合金属氧化物的形式，在其中包括Cu(铜)的复合氧化物B被混合到由式Ba1-xSrxTiyO3(其中0.2<x<0.6和0.9<y<1.1)表示的复合金属氧化物A中，
其中所述液态组合物是有机金属化合物溶液，在该溶液中，用于组成复合金属氧化物A的原材料和用于组成复合氧化物B的原材料，按上述式表示的给定金属原子比的比例和在0.001≤B/A<0.15的范围内的A与B之间的摩尔比溶解在有机溶剂中。
2. 按照权利要求1的介电薄膜形成组合物，其中用于组成复合金属氧化物A的原材料是其中的有机基团通过其氧原子或氮原子与金属元素结合的化合物。
3. 按照权利要求2的介电薄膜形成组合物，其中用于组成复合金属氧化物A的原材料是至少一种选自包括以下的组的化合物：金属醇盐、金属二醇络合物、金属三醇络合物、金属羧酸盐、金属β-二酮酸盐络合物、金属β-二酮酸酯络合物、金属β-亚氨基酮基络合物和金属氨基络合物。
4. 按照权利要求1的介电薄膜形成组合物，其中用于组成复合氧化物B的原材料是其中有机基团通过其氧原子或氮原子与Cu(铜)结合的化合物。
5. 按照权利要求4的介电薄膜形成组合物，其中组成复合氧化物B的原材料是至少一种选自包括以下的组的化合物：羧酸盐化合物、硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、β-二酮酸盐化合物、β-二酮酸酯化合物、β-亚氨基酮基化合物和氨基化合物。
6. 按照权利要求5的介电薄膜形成组合物，其中该羧酸盐化合物是至少一种选自包括以下的组的化合物：环烷酸铜、正辛酸铜、2-乙基己酸铜、正庚酸铜、正己酸铜、2-乙基丁酸铜、正戊酸铜、异戊酸铜、正丁酸铜、异丁酸铜和丙酸铜。
7. 按照权利要求5的介电薄膜形成组合物，其中该硝酸盐化合物是硝酸铜。
8. 按照权利要求1的介电薄膜形成组合物，进一步包括相对于1 mol的该组合物中金属总量0.2～3 mol比率的至少一种选自包括以下的组的稳定剂：β-二酮、β-酮酸、β-酮酸酯、含氧酸、二醇、三醇、高级羧酸盐、烷醇胺和多价胺。
9. 按照权利要求1的介电薄膜形成组合物，其中B与A之间的摩尔比B/A在0.002≤B/A≤0.1范围内。
10. 形成介电薄膜的方法，包含下列步骤：
重复使用按照权利要求1的介电薄膜形成组合物涂布耐热基底的工序并干燥它，直到获得具有期望厚度的膜；
和在上述工序之后，在空气、氧气气氛或水蒸汽气氛中，在该膜的结晶温度或更高温度下烘烤该膜。
11. 使用按照权利要求10的方法所形成的BST介电薄膜，其中BST介电薄膜包括Cu。
12. 按照权利要求11的BST介电薄膜，
其中，在使用具有100 nm～500 nm范围内厚度的BST介电薄膜所形成的薄膜电容器中，
在20 V电压下，泄漏电流密度小于或等于3.0×10-6 A/cm2和可调性大于或等于70%，和
在0 V电压下，介电常数大于或等于300。
13. 具有按照权利要求12的BST介电薄膜的下列的复合电子零件：薄膜电容器、电容器、IPD(集成无源器件)、DRAM存储电容器、多层电容器、晶体管的栅极绝缘材料、非挥发性存储器、热电型红外检测元件、压电器件、电-光器件、驱动器、共振器、超声马达或LC噪声过滤元件。
14. 按照权利要求13的下列的复合电子零件：薄膜电容器、电容器、IPD、DRAM存储电容器、多层电容器、晶体管的栅极绝缘材料、非挥发性存储器、热电型红外检测元件、压电器件、电-光器件、驱动器、共振器、超声马达或LC噪声过滤元件，其中该BST介电薄膜响应不低于100 MHz的频带。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10305942.4 | 2010-09-02 | ||
| EP10305942A EP2426684A1 (en) | 2010-09-02 | 2010-09-02 | Dielectric-thin-film forming composition, method of forming dielectric thin film, and dielectric thin film formed by the method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102436866A true CN102436866A (zh) | 2012-05-02 |
Family
ID=43568006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102581922A Pending CN102436866A (zh) | 2010-09-02 | 2011-09-02 | 介电薄膜形成组合物，形成介电薄膜的方法和由该方法所形成的介电薄膜 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9595393B2 (zh) |
| EP (2) | EP2426684A1 (zh) |
| JP (1) | JP5724708B2 (zh) |
| KR (1) | KR101943648B1 (zh) |
| CN (1) | CN102436866A (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014144881A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Mitsubishi Materials Corp | 誘電体薄膜形成用組成物及びこの組成物を用いた誘電体薄膜の形成方法 |
| KR101600690B1 (ko) * | 2014-07-09 | 2016-03-07 | 한양대학교 산학협력단 | 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선을 이용한 반도체 산화물의 복합 광 어닐링 및 소결 방법 |
| RU2593271C1 (ru) * | 2015-06-30 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А." | Жидкий композитный диэлектрик |
| TW201728732A (zh) * | 2016-01-20 | 2017-08-16 | Fujifilm Corp | 近紅外線吸收組成物、近紅外線截止濾波器的製造方法、近紅外線截止濾波器、固體攝像元件、照相機模組及紅外線感測器 |
| JP7166800B2 (ja) * | 2018-06-20 | 2022-11-08 | キヤノン株式会社 | 配向性圧電体膜用塗工液組成物、配向性圧電体膜、並びに、液体吐出ヘッド |
| JP7102243B2 (ja) * | 2018-06-20 | 2022-07-19 | キヤノン株式会社 | 配向性圧電体膜、およびその製造方法、並びに、液体吐出ヘッド |
| JP7142875B2 (ja) * | 2018-06-20 | 2022-09-28 | キヤノン株式会社 | 配向性圧電体膜、およびその製造方法、並びに、液体吐出ヘッド |
| JP7166866B2 (ja) * | 2018-10-03 | 2022-11-08 | キヤノン株式会社 | 配向性圧電体膜およびその製造方法、圧電体素子、並びに、液体吐出ヘッド |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1420203A (zh) * | 2001-11-15 | 2003-05-28 | 旭电化工业株式会社 | 薄膜的制造方法及化学气相成长用原料 |
| CN1526172A (zh) * | 1999-01-12 | 2004-09-01 | �����ɷ� | 外延薄膜 |
| CN1636158A (zh) * | 2000-08-25 | 2005-07-06 | 微涂技术股份有限公司 | 电子及光学装置及形成这些装置的方法 |
| JP2008053563A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | チューナブルキャパシタ |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60236404A (ja) | 1984-05-10 | 1985-11-25 | 日本曹達株式会社 | 薄膜強誘電体の製造方法 |
| JPH0692268B2 (ja) * | 1988-06-03 | 1994-11-16 | 日本油脂株式会社 | 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ素子 |
| JPH02197108A (ja) | 1988-10-25 | 1990-08-03 | Nec Corp | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 |
| JP2877588B2 (ja) * | 1991-10-28 | 1999-03-31 | ローム株式会社 | 金属酸化物薄膜のパターン形成法 |
| KR100294581B1 (ko) * | 1994-12-09 | 2001-09-17 | 후지무라 마사지카, 아키모토 유미 | 금속산화물박막패턴형성용조성물및그제조방법,금속산화물박막패턴의형성방법,전자부품및광학부품의제조방법,및박막의형성방법 |
| JP3120700B2 (ja) * | 1994-12-20 | 2000-12-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びその製造方法、金属酸化物薄膜パターンの形成方法並びに電子部品及び光学部品の製造方法 |
| KR100215861B1 (ko) * | 1996-03-13 | 1999-08-16 | 구본준 | 유전체 박막 제조방법 및 이를 이용한 반도체 장치제조방법 |
| JP3599558B2 (ja) | 1998-03-10 | 2004-12-08 | シャープ株式会社 | 高周波用容量可変素子の製造方法及び高周波用容量可変素子 |
| US6399208B1 (en) | 1999-10-07 | 2002-06-04 | Advanced Technology Materials Inc. | Source reagent composition and method for chemical vapor deposition formation or ZR/HF silicate gate dielectric thin films |
| JP4042276B2 (ja) * | 1999-11-09 | 2008-02-06 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｐｂ系ペロブスカイト型金属酸化物薄膜の形成方法 |
| US6730164B2 (en) * | 2002-08-28 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Systems and methods for forming strontium- and/or barium-containing layers |
| WO2005121400A1 (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Mitsubishi Materials Corporation | 有機金属化学蒸着法用溶液原料及び該原料を用いて作製された複合酸化物系誘電体薄膜 |
| US20060287188A1 (en) | 2005-06-21 | 2006-12-21 | Borland William J | Manganese doped barium titanate thin film compositions, capacitors, and methods of making thereof |
| JP4420232B2 (ja) | 2005-07-29 | 2010-02-24 | Ｔｄｋ株式会社 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
| DE102006017902B4 (de) * | 2006-04-18 | 2009-11-12 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Keramisches Dielektrikum, Herstellverfahren für Dünn- und/oder Dickschichten enthaltend mindestens ein keramisches Dielektrikum und Verwendung davon |
| JP5126950B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2013-01-23 | Ｔｄｋ株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法、積層体、及び、電子デバイス |
| JP2008235088A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体薄膜、誘電体薄膜キャパシタおよび誘電体薄膜キャパシタの製造方法 |
| US8053027B2 (en) * | 2007-07-16 | 2011-11-08 | The United States of America as represented bt the Secretary of the Army | Methods for fabrication of thin film compositionally stratified multi-layer heterostructures for temperature insensitive low dielectric loss and enhanced tunability OTM communications devices |
| JP5514437B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2014-06-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 誘電体薄膜の製造方法。 |
| TW200938599A (en) | 2008-03-07 | 2009-09-16 | Ind Tech Res Inst | Curable high dielectric constant ink composition and high dielectric film |
| EP2343268B1 (en) | 2008-05-28 | 2018-02-21 | Mitsubishi Materials Corporation | Composition for ferroelectric thin film formation, method for forming ferroelectric thin film, and ferroelectric thin film formed by the method thereof |
| JP5278682B2 (ja) | 2009-02-09 | 2013-09-04 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| EP2608219B1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-03-04 | Mitsubishi Materials Corporation | Dielectric thin film-forming composition, method of forming dielectric thin film and dielectric thin film formed by the method |
-
2010
- 2010-09-02 EP EP10305942A patent/EP2426684A1/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-07-20 JP JP2011158537A patent/JP5724708B2/ja active Active
- 2011-08-30 US US13/220,936 patent/US9595393B2/en active Active
- 2011-08-31 EP EP11179607.4A patent/EP2431986B1/en active Active
- 2011-08-31 KR KR1020110087874A patent/KR101943648B1/ko active IP Right Grant
- 2011-09-02 CN CN2011102581922A patent/CN102436866A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1526172A (zh) * | 1999-01-12 | 2004-09-01 | �����ɷ� | 外延薄膜 |
| CN1636158A (zh) * | 2000-08-25 | 2005-07-06 | 微涂技术股份有限公司 | 电子及光学装置及形成这些装置的方法 |
| CN1420203A (zh) * | 2001-11-15 | 2003-05-28 | 旭电化工业株式会社 | 薄膜的制造方法及化学气相成长用原料 |
| JP2008053563A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | チューナブルキャパシタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2426684A1 (en) | 2012-03-07 |
| JP2012054538A (ja) | 2012-03-15 |
| KR20120023571A (ko) | 2012-03-13 |
| US9595393B2 (en) | 2017-03-14 |
| EP2431986A1 (en) | 2012-03-21 |
| EP2431986B1 (en) | 2017-06-21 |
| JP5724708B2 (ja) | 2015-05-27 |
| KR101943648B1 (ko) | 2019-01-29 |
| US20120055372A1 (en) | 2012-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102436866A (zh) | 介电薄膜形成组合物，形成介电薄膜的方法和由该方法所形成的介电薄膜 | |
| CN102790169B (zh) | 铁电薄膜的制造方法 | |
| TW201314774A (zh) | 強介電體薄膜之製造方法 | |
| TWI601161B (zh) | 用於形成鈦酸鋇鍶(BST)介電薄膜之形成介電薄膜用的組成物，形成介電薄膜的方法，藉此方法形成的含有Cu及Mn之BST介電薄膜以及具有此介電薄膜的複合電子組件 | |
| TW201343990A (zh) | 鐵電體薄膜之製造方法 | |
| CN103979617B (zh) | LaNiO3薄膜形成用组合物及使用该组合物的LaNiO3薄膜的形成方法 | |
| CN104072135B (zh) | PNbZT铁电薄膜的制造方法和复合电子部件 | |
| CN104072132B (zh) | Pzt系铁电薄膜形成用组合物及其制法和pzt系铁电薄膜形成法 | |
| TW201439030A (zh) | 介電體薄膜形成用組成物及使用此組成物之介電體薄膜之形成方法 | |
| TW201344724A (zh) | 鐵電體薄膜之製造方法 | |
| CN104072134B (zh) | Pzt系铁电薄膜形成用组合物及其制法和pzt系铁电薄膜形成法 | |
| JP5560460B2 (ja) | 誘電体薄膜の形成方法 | |
| US9251955B2 (en) | PZT-based ferroelectric thin film and method of forming the same | |
| TW201520187A (zh) | ＬａＮｉＯ薄膜形成用組成物及使用此組成物之ＬａＮｉＯ薄膜之形成方法 | |
| CN105934282A (zh) | LaNiO3薄膜的形成方法 | |
| JP5417962B2 (ja) | 強誘電体薄膜形成用組成物、強誘電体薄膜の形成方法並びに該方法により形成された強誘電体薄膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120502 |