DE69819429T2

DE69819429T2 - Lösung zum Formen eines ferroelektrischen Films und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE69819429T2
Application number: DE69819429T
Authority: DE
Inventors: Akira Ukyo-ku Kamisawa; Hayato Souka-shi Katsuragi; Taku Souka-shi Yamate; Kiyoto Souka-shi Mori
Original assignee: Rohm Co Ltd; Kanto Chemical Co Inc
Current assignee: Rohm Co Ltd; Kanto Chemical Co Inc
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: TW429238B; KR19990023743A; US6086665A; EP0897901A1; US6485779B1; JP4146533B2; EP0897901B1; KR100562925B1; DE69819429D1; JPH1160211A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes auf einem Substrat sowie auf ein Verfahren zum Bilden eines ferroelektrischen Filmes, bei dem die Lösung verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes, die weder Kristallisierung noch Gelbildung zeigt, wenn ein ferroelektrischer Film, der ein Element der Gruppe II des Periodensystems, wie etwa Mg, Ca, Sr, oder Ba, enthält, gebildet wird, und die einen stabilen ferroelektrischen Film auf einem Substrat, wie etwa Saphir, Titan oder Platin, bilden kann. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Bilden eines ferroelektrischen Filmes, wobei die Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes verwendet wird.
Bleizirconattitanat (PZT), bei dem es sich um ein komplexes Oxid von Pb, Zr und Ti handelt, und Bleilanthanzirconattitanat (PLZT), bei es sich um ein komplexes Oxid von Pb, Zr, Ti und La handelt, weisen eine starke dielektrische Fähigkeit, hohe Ferroelektrizität, einen starken piezoelektrischen Effekt sowie hohe Pyroelektrizität auf. Dünnfilme dieser komplexen Oxide werden deshalb für Halbleiterspeicher, wie etwa DRAM-Speicher (Speicher, welche Paradielektrika mit einer hohen dielektrischen Konstante, wie etwa (Ba,Sr)TiO₃, verwenden), und FRAM-Speicher (Speicher, die Ferroelektrika, wie etwa PZT, verwenden), Kondensatoren, Sensoren sowie Aktoren eingesetzt.
In den letzten Jahren wurden Ferroelektrika, die eine kleine Menge an Nb, Fe, Mn, Al, Sn, Bi, Sb, Ba, Ca, Sr und Dergleichen enthielten, untersucht, um die Charakteristika von PZT oder PLZT zu verbessern. Über diese Ferroelektrika wurde beispielsweise im Journal of American Ceramic Society, Band 77, Seite 2620 bis 2624 (1994), in der offen gelegten, japanischen Patentanmeldung (JP-A) Nummer H1-260870 und Dergleichen berichtet.
Im Allgemeinen wird eine organische Metallverbindung, wie etwa ein Alkoxid eines Metalls, das ein Bestandteil von Ferroelektrika darstellt, in einem organischen Lösungsmittel umgesetzt. Dann wird der Mischung ein chelatbildendes Mittel hinzugefügt, um die Stabilität der Lösung zu verbessern, oder aber die Mischung wird hydratisiert. Eine derartige Lösung wird weit verbreitet zum Bilden der Ferroelektrika verwendet.
Bei einem derartigen Herstellungsverfahren kommt es jedoch leicht vor, dass eine Lösung zum Bilden eines PZT-Dünnfilmes oder PLZT-Dünnfilmes, der ein Element der Gruppe II des Periodensystems, wie etwa Mg, Ca, Sr oder Ba, enthält, leicht auskristallisiert oder geliert. Selbst wenn diese Phänomene nicht eintreten, ändert sich im Verlaufe der Zeit die Viskosität der Lösung. Wenn die Viskosität der Lösung ansteigt, so kann die Lösung nicht gleichmäßig aufgebracht werden. Auch variiert in dem Falle, bei dem die Viskosität der Lösung ansteigt oder abnimmt, die Filmdicke, wenn ein Film gebildet wird, was zu dem Problem führt, dass es sehr schwierig wird, eine Lösung zum Bilden eines stabilen Dünnfilms herzustellen.
US-A 5 393 907 offenbart eine Beschichtungslösung, die als einen Bestandteil (A) ein Produkt oder ein modifiziertes Produkt umfasst, welches durch eine Reaktion zwischen einer β-Diketonverbindung mit einer organischen Metallverbindung mit beispielsweise Ti oder Zr erhalten wird, als Bestandteil (B) eine mehrwertige Alkoholverbindung und als Bestandteil (C) eine Metallcarboxylat-, Metallnitrat- oder Metallnitrit-Verbindung von beispielsweise Pb, Sr oder Ba. Um den Bestandteil (A) als Produkt zu erhalten, kann die Reaktion in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden. Weiterhin können, um den Bestandteil (A) als modifiziertes Produkt, wie etwa als partielles Hydrolyseprodukt, zu erhalten, Wasser und auch eine Säure, wie etwa Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, dem Reaktionssystem hinzugefügt werden. Bestandteil (A) wird mit einer mehrwertigen Alkoholverbindung (B) kombiniert, was die Löslichkeit des später hinzugefügten Bestandteils (C) erhöht. Die Beschichtungslösung gemäß diesem Dokument hat eine hohe Lagerstabilität und ist in der Lage, einen genügend dicken ferroelektrischen Film zu bilden.
US-A 4 908 065 offenbart eine Beschichtungslösung zur Verwendung bei der Herstellung eines Metalloxidfilms. Sie setzt sich zusammen aus (a) einem β-Diketon, (b) wenigstens einem Element oder einer Verbindung, das beziehungsweise die in der Lage ist, Komplexe mit dem genannten β-Diketon, mit Salzen oder Hydrolysaten von Alkoxiden desselben zu bilden, und (c) einem aprotischen polaren Lösungsmittel. Als Elemente, die in der Lage sind, Komplexe mit den β-Diketonen zu bilden, kann es sich bei der organischen Metallverbindung um ein Hydrolysat eines Metall-Alkoxids handeln. Als Elemente, die in der Lage sind, Komplexe mit dem β-Diketon zu bilden, kann es sich bei der organischen Metallverbindung um ein Hydrolysat eines Metallalkoxids handeln. Bei den Metallelementen für die organische Metallverbindung kann es sich um nahezu alle der vorstehend erwähnten Metallelemente des Periodensystems handeln. Die beschriebene Beschichtungslösung ist in der Lage, einen Metalloxidfilm mit einer ziemlich guten Einheitlichkeit, Haftfähigkeit und Festigkeit zu bilden, der nicht irgendwelche Löcher enthält und nicht vom Substrat abgestoßen wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine stabile Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes bereitzustellen, die eine Kristallisierung oder Gelbildung selbst dann verhindert, wenn ein ferroelektrischer Film wie etwa ein PZT oder PLZT gebildet wird, welcher ein Element der Gruppe II des Periodensystem enthält, und bei dem die Anderung der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit verringert ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bilden eines ferroelektrischen Films bereitzustellen, welches die Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes verwendet.
Diesbezüglich wurden von den Erfindern gewissenhafte Untersuchungen durchgeführt, um eine stabile Lösung des Rohmaterials zu erhalten, wenn ein ferroelektrischer Film hergestellt wird, indem eine Lösung des Rohmaterials eines Ferroelektrikums eingesetzt wird, gefolgt von Trocknen und einer thermischen Behandlung, die dafür verwendet wird, den vorstehend erwähnten ferroelektrischen Film von PZT oder PLZT oder Ähnlichem zu bilden, welcher ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthält und welcher im Stadium der Lösung weder kristallisiert noch ein Gel bildet und bei dem die Anderung der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit verringert ist. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass eine stabile Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Films von PZT oder PLZT oder Ähnlichem, welcher ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthält, erhalten werden kann, wobei die Lösung weder kristallisiert noch ein Gel bildet und bei der auch die Änderung der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit verringert ist, indem Acetylaceton und eine wässrige Salpetersäurelösung einer Lösung hinzugefügt wird, welche aus einem organischen Lösungsmittel und einer organischen Metallverbindung wie etwa einem Alkoxid eines Metalls, welches ein Bestandteil von PZT oder PLZT, das ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthält, ist, hergestellt wird.
Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes – wie in Anspruch 1 definiert – erhältlich.
In diesem Falle bedeutet die Lösung, die aus einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln und organischen Metallverbindungen hergestellt wird, eine Lösung, die organische Metallverbindungen von Metallen, die ein bestimmtes Ferroelektrikum ausmachen, und ein oder mehrere organische Lösungsmittel umfasst, beispielsweise die Lösung, in der eine organische Metallverbindung in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist oder ein umgesetztes Produkt in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, wobei das Produkt, das umgesetzt wurde, durch eine Alkoholaustauschreaktion (eine Reaktion zwischen einer organischen Metallverbindung und einem organischen Lösungsmittel), durch eine Reaktion zum Herstellen eines komplexen Alkoxids (eine Reaktion eines Produktes einer Alkoholaustauschreaktion und der organischen Metallverbindung und einer Reaktion zwischen den organischen Metallverbindungen) oder die Koordination des organischen Lösungsmittels an einem Metallatom hergestellt worden ist.
Insbesondere wird leicht, wenn die vorstehend erwähnte organische Metallverbindung eine organische Metallverbindung eines Elementes der Gruppe II des Periodensystems enthält, eine Kristallisierung oder eine Gelbildung verursacht. Bei der Erfindung, bei der Acetylaceton und eine wässrige Salpetersäurelösung der Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes hinzugefügt werden, kann jedoch die Kristallisierung oder die Bildung eines Gels verhindert werden, was besonders bevorzugt ist.
Als Element der Gruppe II wird wenigstens ein Element der Gruppe, die aus Mg, Ca, Sr und Ba besteht, verwendet.
Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die vorstehend erwähnte organische Metallverbindung organische Metallverbindungen, die jeweils Titan, Zirconium, Lanthan und Blei, die konstituierend sind für Bleizirconattitanat (PZT) oder Bleilanthanzirconattitanat (PLZT), und weiterhin eine organische Metallverbindung eines Elementes der Gruppe II des Periodensystems umfasst, um eine Kristallisierung oder die Bildung eines Gels zu verhindern, was leicht bei diesen organischen Metallverbindungen hervorgerufen wird.
Ein Verfahren zum Bilden der erfindungsgemäßen Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes umfasst (a) einen Schritt des Herstellens einer Lösung, die ein oder mehrere organische Lösungsmittel und organische Metallverbindungen von Metallen enthält, die ein – im Sinne von eins – Ferroelektrikum konstituieren, wobei die Metalle ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthalten, und (b) das Mischen von Acetylaceton und einer wässrigen Salpetersäurelösung mit der vorstehend genannten Lösung, um eine Lösung zum Bilden eines ferroelektrischen Films herzustellen. Ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen ferroelektrischen Films umfasst weiterhin die folgenden Schritte, nämlich den Schritt (c), dass die Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht wird, und einen Schritt (d) der thermischen Behandlung der aufgebrachten Lösung, nachdem sie getrocknet ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems in der vorstehend erwähnten Lösung enthalten ist, um einen ferroelektrischen Film zu bilden, der ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthält, da Kristallisierung oder Bildung eines Gels nicht hervorgerufen werden und ein stabiler ferroelektrischer Film gebildet werden kann, der das Element der Gruppe II des Periodensystems enthält.
Wenn organische Metallverbindungen, die Titan, Zirconium beziehungsweise Blei enthalten, welche Bleizirconattitanat (PZT) ausmachen, verwendet werden und weiter eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems hinzugefügt wird, wird ein PZT-Dünnfilm erhalten, der das Element der Gruppe II beinhaltet.
Wenn organische Metallverbindungen, die Titan, Zirconium, Lanthan beziehungsweise Blei enthalten, welche Bleilanthanzirconattitanat (PLZT) ausmachen, verwendet werden und weiter eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems hinzugefügt wird, wird ein PLZT-Dünnfilm erhalten, der das Element der Gruppe II beinhaltet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 1, der Ca und Sr enthält.
2 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahlbeugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 2, der Ca und Sr enthält.
3 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahlbeugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 3, der Ca und Sr enthält.
4 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 4, der Ca und Sr enthält.
5 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 5, der Ca enthält.
6 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 6, der Sr enthält.
7 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 7, der Ca enthält.
8 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 8, der Sr enthält.
9 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 9, der Ba enthält.
10 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PLZT-Filmes von Beispiel 10, der Mg enthält.
11 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 11, der Mg enthält.
12 zeigt eine Ansicht eines Röntgenstrahl-Beugungsmusters eines PZT-Filmes von Beispiel 12, der Ba sowie Sr enthält.
Ausführliche Beschreibung
Bei einer erfindungsgemäßen Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes ist es erlaubt, dass das Acetylaceton und die wässrige Salpetersäurelösung in einer Lösung enthalten sind, die aus einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln und organischen Metallverbindungen, die ein – im Sinne von eins – Ferroelektrikum ausmachen, hergestellt werden.
Beispiele für das Ferroelektrikum beinhalten Perovskit-Typen wie etwa BaTiO₃, PbTiO₃, SrTiO₃, Bleizirconattitanat (PZT) und Bleilanthanzirconattitanat (PLZT), Pseudoilmenittypen wie etwa LiNbO₃ und LiTaO₃, Wolframbronzetypen wie etwa (Sr,Ba)Nb₂O₆ und Bismutschichtstrukturen wie etwa Bi₄Ti₃O₁₂. Unter diesen werden PZT und PLZT häufig für Halbleiterspeicher und -Kondensatoren verwendet, da diese Verbindungen eine hervorragende Kristallinität und Ferroelektrizität oder hohe Dielektrizität aufweisen. Wie bereits erwähnt wird eine derartige Verbindung, bei der ein Element der Gruppe II des Periodensystems wie etwa Ca, Sr, Mg, Ba oder Ahnliche oder zwei oder mehrere dieser Elemente dem Ferroelektrikum hinzugefügt sind, verwendet. Als organische Metallverbindung eines Metalls, das PZT oder PLZT ausmacht, werden die folgenden Verbindungen verwendet:
Erstens beinhalten Beispiele von Bleiverbindungen Bleialkoxide wie etwa Bleidimethoxid, Bleidiethoxid und Bleidibutoxid und Bleiacetattrihydrat, Bleiacetatanhydrid, Blei-2-ethylhexanoat, Blei-n-octanat und Bleinapththenat und so weiter. Von diesen sind Bleiacetattrihydrat und Bleiacetatanhydrid bevorzugt, da diese Verbindungen nicht teuer und leicht verfügbar sind.
Beispiele von Zirconiumverbindungen beinhalten Zirconiumalkoxide wie etwa Zirconiumtetramethoxid, Zirconiumtetraethoxid, Zirconiumtetrapropoxid und Zirconiumtetrabutoxid sowie Zirconium-n-octanat und Zirconiumnapththenat und so weiter. Unter diesen sind Zirconiumtetrapropoxid und Zirconiumtetrabutoxid bevorzugt, da sie leicht verfügbar sind.
Beispiele für Titanverbindungen beinhalten Titanalkoxide wie etwa Titantetramethoxid, Titantetraethoxid, Titantetrapropoxid sowie Titantetrabutoxid. Von diesen sind Titantetrapropoxid und Titantetrabutoxid bevorzugt, da diese Verbindungen nicht teuer und leicht verfügbar sind.
Beispiele von Lanthanverbindungen beinhalten Lanthanalkoxide wie etwa Lanthantrimethoxid, Lanthantriethoxid, Lanthantripropoxid und Lanthantributoxid sowie Lanthanacetat-1,5-hydrat sowie Lanthanacetatanhydrid und so weiter. Von diesen Verbindungen sind Lanthantripropoxid, Lanthantributoxid, Lanthanacetat-1,5-hydrat wegen ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugt.
Beispiele von Calciumverbindungen beinhalten Calciumalkoxide wie etwas Calciumdimethoxid, Calciumdiethoxid, Calciumdipropoxid und Calciumdibutoxid sowie Calciumacetathydrat, Calciumacetatanhydrid, Calcium-2-ethylhexanoat, Calcium-n-octanat und Calciumnaphthenat und so weiter. Von diesen sind Calciumdipropoxid, Calciumdibutoxid und Calciumacetathydrat bevorzugt, da diese Verbindungen billig und leicht verfügbar sind.
Beispiele von Strontiumverbindungen beinhalten Strontiumalkoxide wie etwas Strontiumdimethoxid, Strontiumdiethoxid, Strontiumdipropoxid und Strontiumdibutoxid und Strontiumacetat-0,5-hydrat sowie Strontiumacetatanhydrid, Strontium-2-ethylhexanoat, Strontium-n-octanat und Strontiumnaphthenat und so weiter. Von diesen Verbindungen sind Strontiumdipropoxid, Strontiumdibutoxid und Strontiumacetat-0,5-hydrat wegen ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugt.
Beispiele von Magnesium-Verbindungen beinhalten Magnesiumalkoxide wie etwa Magnesiumdimethoxid, Magnesiumdiethoxid, Magnesiumdipropoxid und Magnesiumdibutoxid. Von diesen Verbindungen sind Magnesiumdipropoxid und Magnesiumdibutoxid wegen ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugt.
Beispiele von Bariumverbindungen beinhalten Bariumalkoxide wie etwa Bariumdimethoxid, Bariumdiethoxid, Bariumdipropoxid und Bariumdibutoxid sowie Bariumacetat. Von diesen Verbindungen sind Bariumdipropoxid, Bariumdibutoxid und Bariumacetat wegen ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugt.
Beispiele der vorstehend erwähnten organischen Lösungsmittel sind Methylalkohol, Ethylalkohol, Isopropylalkohol, n-Propylalkohol, n-Butylalkohol, Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Hexylenglycol, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Dihexylenglycol, 2-Methoxyethanol, 2-Butoxyethanol, 2-Propoxyethanol, 1-Methoxy-2-propanol, 1-Ethoxy-2-propanol, 1-Butoxy-2-propanol, 1,2-Dimethoxyethan, 1,2-Diethoxyethan, 1,2-Dipropoxyethan, 1,2-Dibutoxyethan, 2-(2-Methoxyethoxy)ethanol, 2-(2-Ethoxyethoxy)ethanol, 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 1-Butoxyethoxypropanol, 1-(2-Methoxypropoxy)-2-propanol sowie 1-(2-Ethoxypropoxy)-2-propanol und so weiter. Diese organischen Lösungsmittel können entweder alleine oder in Kombination zweier oder mehrerer verwendet werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes erläutert werden. Zunächst ist es wünschenswert, dass eine organische Metallverbindung wie etwa ein Metallalkoxid, bei dem es sich um einen Bestandteil der vorstehend erwähnten Ferroelektrika handelt, in dem erwähnten organischen Lösungsmittel reagieren gelassen wird, um eine Lösung eines komplexen Alkoxids zu synthetisieren, zu der Acetylaceton und eine wässrige Salpetersäurelösung hinzugegeben werden, um eine Hydrolysereaktion durchzuführen, wodurch ein ferroelektrischer Film erzeugt wird. In diesem Falle gibt es keine Begrenzungen hinsichtlich der Reihenfolge der Zugabe von Acetylaceton und der wässrigen Salpetersäurelösung. Obgleich diese Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes so wie sie ist verwendet werden kann, können der Lösung Zusatzstoffe, welche Amine wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin einschließen, welche als chelatbildende Mittel wirken, hinzugegeben werden, ein Stabilisator wie etwa β-Diketone, wie etwa Benzoylaceton und Dibenzoylaceton, ausgenommen Acetylaceton, sowie Glycole, wie etwa Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethlyenglycol und Propylenglycol zum Verbessern der charakteristischen Aufbringungseigenschaften der Lösung hinzugefügt werden. Wenn das ferroelektrische Material mit Fe, Nb, Mn, Al, Cd, Y oder Ähnlichen gemäß den Erfordernissen für den ferroelektrischen Film dotiert ist, können der Lösung organische Metallverbindungen dieser Elemente hinzugefügt werden.
Beispielsweise können Eisenalkoxide wie etwa Eisentrimethoxid, Eisentriethoxid, Eisentripropoxid und Eisentributoxid als organische Metallverbindungen von Fe, Niobalkoxide wie Niobpentamethoxid, Niobpentaethoxid, Niobpentapropoxid sowie Niobpentabutoxid als die organischen Metallverbindungen von Nb, Manganalkoxide wie etwa Mangandimethoxid, Mangandiethoxid, Mangandipropoxid sowie Mangandibutoxid und Manganacetat als organische Metallverbindungen von Mn, Aluminiumalkoxide, wie etwa Aluminiumtrimethoxid, Aluminiumtriethoxid, Aluminiumtripropoxid und Aluminiumtributoxid als die organischen Metallverbindungen von Aluminium, Cadmiumalkoxide wie etwa Cadmiumdimethoxid, Cadmiumdiethoxid, Cadmiumdipropoxid und Cadmiumdibutoxid und Cadmiumacetat als die organischen Metallverbindungen von Cd sowie Yttriumalkoxide wie etwa Yttriumtrimethoxid, Yttriumtriethoxid, Yttriumtripropoxid und Yttriumtributoxid und Yttriumacetat als die organischen Metallverbindungen von Y verwendet werden.
Der Molanteil des vorstehend erwähnten Acetylacetons beträgt 0,1 oder mehr, vorzugsweise 0,25 bis 2 für PZT oder PLZT (für die Summe der Rohmaterialien von Zirconium und Titan, dieselbe Regel wird entsprechend für das Nachfolgende angewandt). Wenn der Anteil zu gering ist, kommt es leicht dazu, dass Gelbildung einsetzt, wohingegen, wenn der Anteil zu hoch wird, leicht Kristallisierung verursacht wird. In jedem der beiden vorstehenden Fälle wird keine Lösung mit hoher Lagerstabilität erhalten, deshalb wird der Anteil als in dem vorstehend erwähnten Bereich liegend definiert. Was die wässrige Salpetersäurelösung angeht, so ist das Verhältnis der Mengen von Salpetersäure und Wasser von Bedeutung. Der molare Anteil von Salpetersäure beträgt 3 oder weniger und vorzugsweise liegt er im Bereich von 0,2 bis 2,5 für PZT oder PLZT. Dies liegt daran, dass Gelbildung oder Kristallisierung leicht hervorgerufen wird, wenn der Anteil der Salpetersäure zu gering ist und es kommt auch leicht zu einer hohen Änderung der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit, wodurch eine Lösung mit hoher Lagerstabilität nur unter Schwierigkeiten erhalten werden kann, wenn der Anteil zu hoch ist. Der Anteil, bezogen auf Mol Wasser, liegt im Bereich von 0,5 bis 17, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 für PZT oder PLZT. Dies liegt daran, dass ein zu geringer Anteil an Wasser leicht zur Kristallisierung führt und ein zu großer Anteil leicht Gelbildung hervorruft, wodurch eine Lösung mit hoher Lagerstabilität nur unter Schwierigkeiten erreicht wird.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Bilden eines PZT- oder PLZT-Filmes auf einem Substrat von Saphir-Titan-Platin oder Ähnlichem unter Verwendung der vorstehend erwähnten Lösung erläutert werden. Zunächst wird die Lösung auf das Substrat aufgebracht, wobei ein Aufbringungsverfahren wie etwa ein Schleuderbeschichtungsverfahren und Tauchverfahren verwendet wird. Das Substrat wird anschließend getrocknet, gefolgt von einem Zwischenschritt der thermischen Behandlung und der hauptsächlichen thermischen Behandlung. Dieses Trocknen und das thermische Behandeln erfolgen mittels Heißplattenerwärmung, Trockenlufterwärmung, wobei ein Ofen oder ein Diffusionsbrenner verwendet wird, oder Infraroterwärmung oder Schnellerwärmung (RTA-Verfahren). Die Aufheiztemperatur bei dem Trocknungsverfahren beträgt 100°C oder darüber, bevorzugt 120°C oder darüber, wobei der obere Grenzwert bei ungefähr 200°C liegt. Die Aufheiztemperaturen bei dem Zwischenschritt und dem Haupt schritt der thermischen Behandlung liegen bei etwa 300 bis 500°C beziehungsweise ungefähr 550 bis 700°C. Die optimalen Temperaturen differieren unter diesen Bedingungen voneinander in Abhängigkeit von der Art der Substrate und von den zu verwendenden Aufheizvorrichtungen. Die optimalen Temperaturen werden unter Berücksichtigung dieser Bedingungen in geeigneter Weise ausgewählt.
Die erfindungsgemäße Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes wird nachfolgend noch genauer durch Beispiele zusammen mit Vergleichsbeispielen unter Bezugnahme auf Röntgenstrahl-Beugungsmuster erläutert werden, die unter Verwendung der Lösung erhalten werden, was jedoch nicht so ausgelegt werden sollte, dass die Erfindung dadurch beschränkt werden soll.
Beispiel 1
0,214 mol an Bleiacetattrihydrat, 0,006 mol an Lanthanacetat, 0,01 mol an Calciumacetatmonohydrat und 0,004 mol an Strontiumacetat-0,5-hydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen über einen Rücklauf zurückgeführt. Die rückgeführte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension herzustellen (A1). Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugegeben und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B1) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A1) mit der Lösung (B1) gemischt und man ließ die Mischung reagieren, während sie zum Rückfluss gebracht wurde. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Lösung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Nachdem die erhaltene Mischung bei Raumtemperatur einer Hydrolysereaktion unterzogen war, wurde die Reaktionsmischung mittels 2-Methoxyethanol verdünnt, unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Herstellen eines PLZT-Filmes herzustellen, welche Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, bezogen auf PLZT.
Selbst nachdem 30 Tage vergangen waren, wurde weder eine Kristallisierung noch eine Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet und es wurde beinahe keinerlei Veränderung in der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit beobachtet. Es ließ sich so bestätigen, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität hatte.
Als Nächstes wurde diese Lösung mittels Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das anschließend bei 150°C in einem sauberen Ofen 30 Minuten lang getrocknet wurde und anschließend einem Zwischenschritt der thermischen Behandlung unterzogen wurde, was bei 450°C für einen Zeitraum von 60 Minuten in einem Diffusions-Brenner durchgeführt wurde. Daran schlossen sich Schleuderbeschichtung, Trocknen und intermediäre thermische Behandlung an. Das erhaltene Substrat wurde dann einem Hauptschritt der thermischen Behandlung unterzogen, welche bei 650°C unter Sauerstoffatmosphäre 60 Minuten lang in einem Diffusions-Brenner erfolgte, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,4801 zu bilden, der Ca und Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahlbeugungsanalyse unterzogen und im Ergebnis wurde ein Röntgenstrahlbeugungsmuster erhalten, wie es in 1 gezeigt ist. Es wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur hatte, was eine Besonderheit der Ferroelektrika darstellt. Zufällig zeigt in 1 die Abszissenachse einen Beugungswinkel 2 θ und die Ordinatenachse zeigt eine Intensität, bei der die Position mit hoher Stärke die (100)-, (111)- und (200)-Ebenen angibt und die Abkürzung SUB das Substrat darstellt. Dieselbe Regel gilt auch entsprechend für die Figg. in den folgenden Beispielen.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Suspension (A1) und eine Lösung (B1) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Suspension (A1) und die Lösung (B1) wurden miteinander gemischt und die Mischung ließ man unter Rückfluss miteinander reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann ließ man sie auf Raumtemperatur abkühlen. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 3,6 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 herzustellen, wobei die Lösung Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug, umgerechnet auf PLZT, 10 Gew.-%. In dieser Lösung wurde innerhalb von 14 Tagen nach der Herstellung der Lösung ein Kristall ausgefällt. Insbesondere hatte die Lösung, da der Lösung nicht Salpetersäure hinzugefügt worden war, eine schlechte Lagerstabilität und war deshalb unpraktisch.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Suspension (A1) und eine Lösung (B1) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Suspension (A1) und die Lösung (B1) wurden miteinander gemischt und die Mischung ließ man unter Rückfluss reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann ließ man sie auf Raumtemperatur abkühlen. Zu der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 6,3 g Salpetersäure, 3,6 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, um eine Lösung zum Bilden PLZT-Filmes in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 herzustellen, wobei die Lösung Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgewandelt in PLZT. Die Viskosität der Lösung stieg im Verlaufe von 21 Tagen nach der Herstellung der Lösung auf das 1,2-Fache an, was zeigte, dass eine Änderung in der Viskosität der Lösung in großem Umfang stattfand und dass deshalb die Lagerstabilität schlecht war. Insbesondere hatte die Lösung, da Acetylaceton der Lösung nicht hinzugefügt war, eine schlechte Lagerstabilität und war deshalb unpraktisch.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Suspension (A1) und eine Lösung (B1) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Suspension (A1) und die Lösung (B1) wurden miteinander gemischt und man ließ die Mischung unter Rückfluss reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung, die aus 3,5 g Diethanolamin, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, hinzugefügt, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 herzustellen, wobei die Lösung Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Die Lösung zeigte Gelbildung innerhalb von 14 Tagen nach der Herstellung dieser Lösung. Genauer gesagt hatte die Lösung, obwohl Diethanolamin als ein Stabilisator für die Lösung wirkte, eine schlechte Lagerstabilität und war deshalb unpraktisch, da weder Acetylaceton noch Salpetersäure der Lösung hinzugefügt waren.
Vergleichsbeispiel 4
Eine Suspension (A1) und eine Lösung (B1) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Suspension (A1) und die Lösung (B1) wurden gemischt und man ließ die Mischung unter Rückfluss reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung, die aus 4 g Essigsäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, hinzugefügt, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 herzustellen, wobei die Lösung Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Die Lösung zeigte unmittelbar nach der Herstellung Gelbildung, so dass keine Lösung zum Aufbringen erhalten wurde. Insbesondere wurde in dieser Lösung nicht, obwohl Essigsäure dazu diente, die Hydrolyse zu begrenzen, und als Stabilisator für die Lösung agierte, eine stabilisierende Wirkung von Essigsäure beobachtet und es wurde nicht eine Lösung zum Aufbringen erhalten.
Beispiel 2
0,214 mol an Bleiacetattrihydrat und 0,006 mol an Lanthanacetat-1,5-hydrat wurden 500 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht. Die rückgeführte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A2) herzustellen. Währenddessen wurden 0,01 mol Calciumdiisopropoxid, 0,004 mol Strontiumdiisopropoxid, 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 440 g 2-Methoxyethanol hinzugegeben. Die Mischung wurde unter Rückfluss erwärmt, konzentriert und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, um eine Lösung (B2) herzustellen. Danach wurden die Suspension (A2) und die Lösung (B2) gemischt und man ließ die Mischung unter Rückfluss reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 12,6 g Salpetersäure, 7,2 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt und filtriert, wobei man einen 0,22 μm-Filter verwendete, um so eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes herzustellen, wobei diese Lösung Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug, umgerechnet in PLZT, 10 Gew.-%. Bei diesem Beispiel waren die organischen Metallverbindungen von Ca und Sr in der Lösung (B1) als Zusatzstoffe enthalten, um die Lösung herzustellen.
Selbst, nachdem 30 Tage vergangen waren, wurde im Verlaufe der Zeit weder Kristallisierung noch Gelbildung und auch beinahe keine Änderung im Verlaufe der Zeit in der Viskosität der Lösung beobachtet. Es wurde somit bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde die Lösung in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 durch Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, dann einer thermischen Behandlung unterzogen, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,460 Å zu bilden, welcher Ca und Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, wie es in 2 gezeigt ist. So bestätigte man, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 3
0,214 mol Bleiacetattrihydrat, 0,01 mol Calciumacetatmonohydrat und 0,004 mol Strontiumacetatsemihydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A3) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt. Die Mischung wurde unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B1) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A3) mit der Lösung (B1) gemischt und die Mischung ließ man, während man sie zum Rückfluss brachte, reagieren. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Nachdem man die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen hatte, wurde die Reaktionsmischung mittels 2-Methoxyethanol verdünnt, danach wurde sie unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PZT- Filmes herzustellen, welche Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT.
Selbst nachdem 30 Tage vergangen waren, wurde weder eine Kristallisierung noch eine Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet sowie beinahe keinerlei Anderung im Verlaufe der Zeit in Bezug auf die Viskosität der Lösung. So bestätigte man, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mittels Schleuderbeschichten auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, welches anschließend einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PZT-Film mit einer Dicke von 1,360 Å zu bilden, wobei der Film Ca und Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde das Röntgenstrahl-Beugungsmuster, das in 3 gezeigt ist, erhalten. Es wurde bestätigt, dass der Film Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 4
0,214 mol Bleiacetattrihydrat wurden 500 g 2-Methoxyethanol hinzugegeben und die Mischung wurde unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (A4) herzustellen. Währenddessen wurden 0,01 mol Calciumdiisopropoxid, 0,004 mol Strontiumdiisopropoxid, 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 440 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt. Die Mischung wurde unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B2) herzustellen. Danach wurde die Mischung (A4) mit der Lösung (B2) gemischt und man ließ die Mischung reagieren, während sie zum Rückfluss gebracht wurde. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 12,6 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Nachdem die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen worden war, wurde die Reaktionsmischung mittels 2-Methoxyethanol verdünnt, wonach sie unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert wurde, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes herzustellen, die Ca und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT.
Selbst nach Ablauf von 30 Tagen wurde weder eine Kristallisierung noch eine Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet und es wurde beinahe keine Änderung im Verlaufe der Zeit in der Viskosität der Lösung beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mittels Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, welches danach einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PZT-Film mit einer Dicke von 1,420 Å zu bilden, der Ca und Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde das Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, das in 4 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur besaß, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Lösung (A4) und eine Lösung (B2) wurde in der gleichen Weise hergestellt wie in Beispiel 4. Die Lösung (A4) und die Lösung (B2) wurden gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes, welche Ca und Sr enthielt, in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 herzustellen. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT. Die Lösung kristallisierte nach ihrer Herstellung in 14 Tagen aus. Insbesondere hatte die Lösung eine schlechte Lagerstabilität und sie war daher unpraktisch, da keine Salpetersäure der Lösung hinzugegeben worden war.
Beispiel 5
0,214 mol Bleiacetattrihydrat, 0,002 mol Lanthanacetat-1,5-hydrat und 0,02 mol Calciumacetatmonohydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugege ben und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, um eine Suspension herzustellen (A5). Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B1) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A5) mit der Lösung (B1) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Nachdem die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen worden war, wurde die Reaktionsmischung mit 2-Methoxyethanol verdünnt, danach durch einen 0,22 μm-Filter filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes herzustellen, die Ca enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass Strontiumacetat, das eine organische Metallverbindung von Sr ist und in der Suspension (A1) von Beispiel 1 enthalten war, diesmal nicht hinzugefügt wurde und die Menge von Lanthanacetat und Calciumacetat geändert wurde.
In gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde selbst nach 30 Tagen weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet und beinahe keine Änderungen in der Viskosität der Lösung im Verlauf der Zeit beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mittels Schleuderbeschichten auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das dann einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,180 Å zu bilden, welcher Ca enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, wie es 5 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 6
0,214 mol Bleiacetattrihydrat, 0,002 mol Lanthanacetat-1,5-hydrat und 0,002 mol Strontiumacetatsemihydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A6) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugegeben und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B1) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A6) mit der Lösung (B1) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Nachdem die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen war, wurde die Reaktionsmischung mit 2-Methoxyethanol verdünnt, danach unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes herzustellen, welche Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass Calciumacetat, welches eine organische Metallverbindung von Ca ist, in der Suspension (A1) von Beispiel 1 nicht hinzugefügt war und die Mengen an Lanthanacetat und Strontiumacetat geändert wurden.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde selbst nach Ablauf von 30 Tagen weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung im Verlaufe der Zeit. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde die Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mittels Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats gebracht, das danach einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,260 Å zu bilden, der Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde das in 6 gezeigte Röntgenstrahlbeugungsmuster erhalten. Es wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 7
0,214 mol Bleiacetattrihydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (A7) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid, 0,12 mol Titantetraisopropoxid und 0,01 mol Calciumdiisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, danach konzentriert und auf Raumtemperatur abkühlt, um eine Lösung (B3) herzustellen. Danach wurde die Lösung (A7) mit der Lösung (B3) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 12,6 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt, danach unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters Filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes herzustellen, welche Ca enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT. Insbesondere wurden die Arbeitsschritte von Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Mengen an 2-Methoxyethanol in der Lösung (A4) und der Lösung (B2) von Beispiel 4 geändert wurden und Strontiumdiisopropoxid, welches eine organische Metallverbindung von Strontium ist, der Lösung (B2) nicht hinzugefügt wurde.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 4 wurden, selbst nachdem 30 Tage vergangen waren, weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlauf der Zeit beobachtet und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung im Verlauf der Zeit. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde die Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das dann einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um ei nen PZT-Film mit einer Dicke von 1,180 Å zu bilden, der Ca enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde das Röntgenstrahl-Beugungsmuster, das in 7 gezeigt ist, erhalten. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 8
0,214 mol Bleiacetattrihydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (A7) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid, 0,12 mol Titantetraisopropoxid und 0,004 mol Strontiumdiisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, dann konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B4) herzustellen. Danach wurde die Lösung (A7) mit der Lösung (B4) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Lösung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 12,6 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt und dann durch einen 0,22 μm-Filter filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes herzustellen, welche Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 7 durchgeführt, außer dass Strontiumdiisopropoxid anstelle von Calciumdiisopropoxid in der Lösung (B3) von Beispiel 7 hinzugefügt wurde.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 7 wurden, nachdem 30 Tage vergangen waren, weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlauf der Zeit und beinahe keine Änderung in der Viskosität der Lösung beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde die Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 auf der Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Subtrats aufgebracht, das dann einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PZT-Film, der Sr enthielt, mit einer Dicke von 1,160 Å zu bilden. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, das in 8 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 9
0,214 mol Bleiacetattrihydrat, 0,006 mol Lanthanacetat-1,5-hydrat und 0,02 mol Bariumacetat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A8) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid und 0,12 mol Titantetraisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, danach konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B1) herzustellen. Danach. wurde die Suspension (A8) mit der Lösung (B1) gemischt und die Mischung wurde reagieren gelassen, während man sie zum Rückfluss brachte. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 3,15 g Salpetersäure, 7,2 g Wasser und 50 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt, danach unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes herzustellen, die Ba enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass Bariumacetat anstelle der organischen Metallverbindungen von Sr und Ca in die Suspension (A1) von Beispiel 1 hinzugefügt wurde, und die Anteile der Bestandteile der Lösung zum Zugeben von Acetylaceton und Salpetersäure geändert wurden.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden, selbst nachdem 30 Tage vergangen waren, weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlaufe der Zeit und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung im Verlauf der Zeit beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das dann einer thermischen Behandlung unterzogen wurde, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,350 Å zu bilden, der Ba enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, das in 9 gezeigt ist. Es wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur zeigte, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 10
0,214 mol Bleiaceattrihydrat und 0,006 mol Lanthanacetat-1,5-hydrat wurden 600 g Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A9) herzustellen. Währenddessen wurden 0,0,8 mol Zirconiumtetra-n-propoxid, 0,12 mol Titantetraisopropoxid und 0,004 mol Magnesiumdiethoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, danach konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B5) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A9) mit der Lösung (B5) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Lösung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 g Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt, danach unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PLZT-Filmes herzustellen, die Mg enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PLZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer dass die Menge an 2-Methoxyethanol in der Suspension (A2) von Beispiel 2 geändert wurde, Magnesiumethoxid wurden anstelle von organischen Metallverbindungen von Ca und Sr verwendet, bei denen es sich um Zusatzstoffe für die Lösung (B2) handelte und die Anteile der Bestandteile der Zusatzlösung zum Hinzufügen von Acetylaceton und Salpetersäure wurden geändert.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 2 wurde selbst nach 30 Tagen weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlauf der Zeit und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung im Verlauf der Zeit beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität zeigte.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das dann thermisch behandelt wurde, um einen PLZT-Film mit einer Dicke von 1,190 Å zu bilden, der Mg enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde das Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, das in 10 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 11
0,214 mol Bleiacetattrihydrat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht. Die zum Rückfluss gebrachte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (A7) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid, 0,12 mol Titantetraisopropoxid und 0,004 mol Magnesiumdiethoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B6) herzustellen. Danach wurde die Lösung (A7) mit der Lösung (B6) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 5,4 Wasser und 30 g 2-Methoxyethanol bestand, hinzugefügt. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung mit 2-Methoxyethanol verdünnt, dann unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes herzustellen, die Mg enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 7 durchgeführt, außer dass Magnesiumdiethoxid anstelle von Calciumpropoxid in Lösung (B3) in Beispiel 7 hinzugefügt wurde und die Menge an Salpetersäure geändert wurde.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 7 wurden nach Ablauf von 30 Tagen weder Kristallisierung oder Gelbildung im Verlaufe der Zeit beobachtet und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung mit der Zeit. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mittels Schleuderbeschichtung auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Subtrates aufgebracht, das dann thermisch behandelt wurde, um einen PZT-Film mit einer Dicke von 1,340 Å zu bilden, der Mg enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten wie es in 11 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Beispiel 12
0,214 mol Bleiacetattrihydrat und 0,002 mol Bariumacetat wurden 600 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung unter Erhitzen zum Rückfluss gebracht. Die rückgeführte Mischung wurde konzentriert und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Suspension (A10) herzustellen. Währenddessen wurden 0,08 mol Zirconiumtetra-n-propoxid, 0,12 mol Titantetraisopropoxid und 0,004 mol Strontiumisopropoxid 340 g 2-Methoxyethanol hinzugefügt und die Mischung wurde unter Erwärmen zum Rückfluss gebracht, anschließend konzentriert, und auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Lösung (B4) herzustellen. Danach wurde die Suspension (A10) mit der Lösung (B4) gemischt und die Mischung wurde, während sie zum Rückfluss gebracht wurde, reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurde eine Lösung hinzugefügt, die aus 20 g Acetylaceton, 6,3 g Salpetersäure, 7,2 Wasser und 50 g 2-Methoxyethanol bestand. Danach wurde die resultierende Mischung einer Hydrolysereaktion bei Raumtemperatur unterzogen, die Reaktionsmischung wurde mit 2-Methoxyethanol verdünnt, dann unter Verwendung eines 0,22 μm-Filters filtriert, um eine Lösung zum Bilden eines PZT-Filmes zu bilden, die Ba und Sr enthielt. Die Konzentration der Lösung betrug 10 Gew.-%, umgerechnet in PZT. Insbesondere wurden die gleichen Arbeitsschritte wie in Beispiel 8 durchgeführt, außer dass Bariumacetat der Lösung (A7) in Beispiel 8 hinzugefügt wurde und die Verhält nisse der Bestandteile der Lösung für die Zugabe von Acetylaceton und Salpetersäure geändert wurden.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 8 wurden selbst nach dem Verlauf von 30 Tagen weder Kristallisierung noch Gelbildung im Verlauf der Zeit und so gut wie keine Änderung in der Viskosität der Lösung mit der Zeit beobachtet. So wurde bestätigt, dass die Lösung eine hervorragende Lagerstabilität aufwies.
Als Nächstes wurde diese Lösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Schleuderbeschichten auf die Oberfläche eines Pt/IrO₂/SiO₂/Si-Substrats aufgebracht, das dann thermisch behandelt wurde, um einen PZT-Film mit einer Dicke von 910 Å zu bilden, der Ba und Sr enthielt. Dieser Film wurde einer Röntgenstrahl-Beugungsanalyse unterzogen und als Ergebnis wurde ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster erhalten, das in 12 gezeigt ist. So wurde bestätigt, dass der Film eine Perovskit-Struktur aufwies, was eine Eigentümlichkeit von Ferroelektrika darstellt.
Erfindungsgemäß werden eine Lösung, die Acetylaceton und Salpetersäure enthält, mit einer Lösung gemischt, die organische Metallverbindungen der Elemente enthält, die Ferroelektrika ausmachen. Weder wurde Kristallisierung noch Gelbildung der Lösung dadurch verursacht, wodurch eine qualitativ stabile Lösung zum Bilden eines ferroelektrischen Films hergestellt wurde. Als Folgerung daraus wird die Lösung auf ein Substrat aufgebracht, um einen ferroelektrischen Film herzustellen, der hervorragende ferroelektrische Eigenschaften aufweist und der deshalb für Halbleiterspeicher verwendet werden kann.
Selbst wenn man einen ferroelektrischen Film wie etwa einen PZT- oder PLZT-Film bildet, der ein Element der Gruppe II des periodischen Systems enthält, kann eine Lösung zur Herstellung eines stabilen ferroelektrischen Films erhalten werden, die weder Kristallisierung noch Gelbildung zeigt und die in Bezug auf eine Änderung der Viskosität im Verlaufe der Zeit reduziert ist. Ein ferroelektrischer Film, der ein Element der Gruppe II enthält und hervorragende ferroelektrische Eigenschaften hat, kann so mit Leichtigkeit hergestellt werden.
Obwohl bevorzugte Beispiele in gewissem Sinne detailgenau beschrieben wurden, ist es klar, dass bestimmte Anderungen davon durch Fachleute gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes, erhältlich dadurch, dass gemischt werden (a) eine Lösung, die hergestellt ist aus einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln und organischen Metallverbindungen von Metallen, die ein Ferroelektrikum ausmachen, wobei die Metalle ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthalten, in einem ersten Schritt und indem hinzugefügt werden (b) Acetylaceton sowie (c) eine wässrige Salpetersäurelösung in einem zweiten Schritt.
Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes nach Anspruch 1, wobei das Element der Gruppe II zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Mg, Ca, Sr und Ba.
Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes nach Anspruch 1, wobei die organische Metallverbindung jede organische Metallverbindung von Titan, Zirconium und Blei einschließt, die Bleizirconattitanat (PZT) ausmachen, sowie eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems.
Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes nach Anspruch 1, wobei die organische Metallverbindung jede organische Metallverbindung von Titan, Zirconium, Lanthan und Blei einschließt, die Bleilanthanzirconattitanat (PLZT) ausmachen, sowie eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems.
Verfahren zum Bilden einer Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes, umfassend die Schritte, dass (a) eine Lösung hergestellt wird, die ein oder mehrere organische Lösungsmittel und organische Metallverbindungen von Metallen enthält, die ein Ferroelektrikum ausmachen, wobei diese Metalle ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthalten, und (b) eine Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes dadurch hergestellt wird, dass Acetylaceton und eine wässrige Salpetersäurelösung mit der Lösung (a) gemischt werden.
Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 5.
Verfahren zum Bilden eines ferroelektrischen Filmes, umfassend (a) Herstellen einer Lösung, die eine oder mehrere organische Lösungsmittel und organische Metallverbindungen von Metallen enthält, die ein Ferroelektrikum ausmachen, wobei diese Metalle ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthalten, und (b) Herstellen einer Lösung zum Bilden eines ferroelektrischen Filmes, indem Acetylaceton und eine wässrige Salpetersäurelösung mit dieser Lösung gemischt werden, (c) die Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes auf eine Oberfläche eines Substrats aufgebracht wird, und (d) die Lösung zum Herstellen eines ferroelektrischen Filmes einer thermischen Behandlung nach dem Trocknen unterzogen wird.
Verfahren zum Bilden eines ferroelektrischen Filmes nach Anspruch 7, wobei organische Metallverbindungen, die Titan, Zirconium beziehungsweise Blei enthalten, die Bleizirconattitanat (PZT) ausmachen, als die organischen Metallverbindung verwendet werden, und wobei eine Metallverbindung der Gruppe II des Periodensystems enthalten ist, um einen PZT-Dünnfilm zu bilden, zu dem dieses Element der Gruppe II hinzugefügt ist.
Verfahren zum Bilden des ferroelektrischen Filmes nach Anspruch 6, wobei die organischen Metallverbindungen, die Titan, Zirconium, Lanthan beziehungsweise Blei enthalten, welche Bleilanthanzirconattitanat (PLZT) ausmachen, als die organischen Metallverbindung verwendet werden, und wobei eine organische Metallverbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems enthalten ist, um einen PLZT-Dünnfilm zu bilden, zu dem dieses Element der Gruppe II hinzugefügt ist.