JP2000256863A - Production of composite oxide film - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、複数種類の元素
の複合酸化物、特に、Baの酸化物とSrの酸化物とT
iの酸化物とから構成される複合酸化物の薄膜を製造す
る複合酸化物膜の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite oxide of a plurality of types of elements, in particular, an oxide of Ba, an oxide of Sr and T
The present invention relates to a method for producing a composite oxide film for producing a composite oxide thin film composed of an oxide of i.
【0002】[0002]
【従来の技術】複数種類の元素の複合酸化物には、多く
の機能性物質が存在し、その1つであるBa、Srおよ
びTiの複合酸化物、すなわち組成式(Ba1−xSr
x)TiO3で表されるペロブスカイト型構造を有する
複合酸化物(以下、「BST」という)は、高誘電性を
有し、薄膜コンデンサ、キャパシタ、圧電体などの薄膜
材料として用いられる。なお、この発明においては、前
記組成式(Ba1−xSrx)TiO3で表されるペロ
ブスカイト型構造を有する複合酸化物中に、組成式にお
いてx=0のとき、すなわちBaTiO3(チタン酸バ
リウム)や、組成式においてx=1のとき、すなわちS
rTiO3(チタン酸ストロンチウム)も含めるもので
あり、以下の説明においては、便宜上、それらを含めて
BSTという。このBSTの薄膜は、各種の方法により
製造されている。2. Description of the Related Art There are many functional substances in a composite oxide of a plurality of types of elements, and one of them is a composite oxide of Ba, Sr and Ti, that is, a composition formula (Ba 1-x Sr
x ) A composite oxide having a perovskite structure represented by TiO 3 (hereinafter, referred to as “BST”) has a high dielectric property and is used as a thin film material such as a thin film capacitor, a capacitor, and a piezoelectric material. In the present invention, in the composite oxide having a perovskite structure represented by the composition formula (Ba 1-x Sr x ) TiO 3 , when x = 0 in the composition formula, that is, when BaTiO 3 (titanium oxide Barium) or when x = 1 in the composition formula, that is, when S = 1
rTiO 3 (strontium titanate) is also included, and in the following description, these are referred to as BST for convenience. This BST thin film is manufactured by various methods.
【0003】例えば、特開平9−40683号公報等に
は、CVD法によりBST膜を形成する方法が開示さ
れ、特開平9−148538号公報等には、スパッタリ
ング法によりBSTの薄膜を製造する方法が開示されて
いる。For example, JP-A-9-40683 discloses a method of forming a BST film by a CVD method, and JP-A-9-148538 discloses a method of manufacturing a BST thin film by a sputtering method. Is disclosed.
【0004】また、特開平7−232961号公報、特
開平9−78249号公報等には、Ba、SrおよびT
iの各金属アルコキシドあるいは各有機金属塩を溶媒に
それぞれ溶解させて混合し、得られた溶液を基板上に塗
布して薄膜を形成し、300℃〜1,200℃(650
℃〜850℃)の温度で熱処理することにより、結晶化
されたBSTの薄膜を得る方法が開示されている。さら
に、特開平8−337421号公報、特開平9−123
54号公報等には、BaおよびSrの各カルボン酸塩と
Tiのアルコキシドとを溶剤中に混合した組成物を基板
に塗布し、乾燥させた後、450℃〜800℃の温度で
焼成することにより、BSTの薄膜を形成する方法が開
示されている。Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 7-2322961 and Hei 9-78249 disclose Ba, Sr and T
Each metal alkoxide or each organic metal salt of i is dissolved and mixed in a solvent, and the obtained solution is applied on a substrate to form a thin film, and 300 ° C. to 1,200 ° C. (650 ° C.).
C. to 850.degree. C.) to obtain a crystallized BST thin film by heat treatment. Further, JP-A-8-337421, JP-A-9-123
No. 54, etc., a composition obtained by mixing each carboxylate of Ba and Sr and an alkoxide of Ti in a solvent is applied to a substrate, dried, and then fired at a temperature of 450 ° C. to 800 ° C. Discloses a method for forming a BST thin film.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−40683号公報等に開示されたCVD法では、B
a、SrおよびTiの各酸化物の組成比の制御が難し
く、また、真空下での気相反応であるため、大掛かりな
装置が必要になる、といった問題点がある。さらに、C
VD法では、基板の温度が600℃程度の高温になるな
どといった問題点もある。また、特開平9−14853
8号公報等に開示されたスパッタリング法により基板上
にBSTの薄膜を形成する方法では、焼結体であるター
ゲットが必要であり、そのターゲットを得る過程におい
て、高温での加熱処理が必要になる。また、スパッタリ
ング法でも、真空プロセスで処理が行われるため、大掛
かりな装置が必要になる、といった問題点がある。However, the CVD method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
There are problems that it is difficult to control the composition ratio of each oxide of a, Sr, and Ti, and a large-scale apparatus is required because the reaction is a gas phase reaction under vacuum. Further, C
In the VD method, there is a problem that the temperature of the substrate becomes as high as about 600 ° C. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-14853
In the method of forming a thin film of BST on a substrate by a sputtering method disclosed in Japanese Patent Publication No. 8 (JP-A) No. 8 etc., a target which is a sintered body is required, and a heat treatment at a high temperature is required in the process of obtaining the target. . Further, the sputtering method also has a problem that a large-scale apparatus is required because the processing is performed in a vacuum process.
【0006】特開平7−232961号公報、特開平9
−78249号公報等に開示されているように、出発原
料としてBa、SrおよびTiの各金属アルコキシド
(あるいは有機金属塩)を用いたゾル−ゲル法により、
基板上にBSTの薄膜を形成する方法では、前駆体溶液
を基板上に塗布して成膜した後、薄膜を結晶化させるた
めに、通常600℃〜900℃の温度で熱処理を行う必
要がある。また、特開平8−337421号公報、特開
平9−12354号公報等に開示されているような熱分
解法でも、組成物を基板に塗布し乾燥させた後に、基板
上の薄膜を450℃〜800℃の温度で焼成する必要が
ある。このように、アルコキシド(あるいは金属塩)を
用いた従来のゾル−ゲル法や熱分解法では、結晶化され
たBSTの薄膜を得るために高温での加熱処理が必要で
ある。このため、従来のこれらの方法によっては、プラ
スチックスなどのような耐熱性の低い基体上にBSTの
薄膜を形成することができなかった。[0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-232961, Japanese Patent Application Laid-Open
As disclosed in JP-A-78249 and the like, a sol-gel method using each metal alkoxide of Ba, Sr and Ti (or an organic metal salt) as a starting material is used.
In the method of forming a BST thin film on a substrate, it is necessary to perform a heat treatment at a temperature of usually 600 ° C. to 900 ° C. in order to crystallize the thin film after applying a precursor solution on the substrate to form a film. . Further, even by a pyrolysis method as disclosed in JP-A-8-337421, JP-A-9-12354, etc., after the composition is applied to a substrate and dried, the thin film on the substrate is heated to 450 ° C. It is necessary to fire at a temperature of 800 ° C. As described above, in the conventional sol-gel method or thermal decomposition method using an alkoxide (or a metal salt), heat treatment at a high temperature is required to obtain a crystallized BST thin film. For this reason, these conventional methods cannot form a BST thin film on a substrate having low heat resistance such as plastics.
【0007】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、製造プロセスの制御が比較的容易で
あり、大掛かりな装置も必要とせず、高温での加熱処理
を行わなくてもBSTの薄膜を得ることができる複合酸
化物膜の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, the control of the manufacturing process is relatively easy, no large-scale equipment is required, and even if heat treatment at a high temperature is not performed. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a composite oxide film capable of obtaining a BST thin film.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
Baおよび/またはSrならびにTiの各アルコキシド
を出発原料として前駆体塗布液を調製し、その前駆体塗
布液を被塗布物の表面に塗布して成膜した後、被塗布物
表面に形成された薄膜を結晶化させて、BSTの薄膜を
形成する複合酸化物膜の製造方法において、前記前駆体
塗布液を調製する際の溶剤として、エチレングリコール
モノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアル
キルエーテル、または、エチレングリコールモノアルキ
ルエーテルもしくはプロピレングリコールモノアルキル
エーテルと炭素数が1〜4である一級アルコールより選
ばれた1種もしくは2種以上のアルコールとの混合溶液
を使用し、前記前駆体塗布液を被塗布物の表面に塗布し
て成膜した後、被塗布物表面に形成された薄膜に対し波
長が360nm以下である光を照射して薄膜を結晶化さ
せることを特徴とする。The invention according to claim 1 is
A precursor coating solution was prepared using each alkoxide of Ba and / or Sr and Ti as a starting material, and the precursor coating solution was applied to the surface of the object to form a film, and then formed on the surface of the object. In the method for producing a composite oxide film in which a thin film is crystallized to form a BST thin film, the solvent for preparing the precursor coating solution may be ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, or ethylene. Using a mixed solution of glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether and one or two or more alcohols selected from primary alcohols having 1 to 4 carbon atoms, applying the precursor coating solution to the substrate After coating on the surface of the substrate to form a film, the wavelength of the thin film formed on the surface of the substrate is 360 nm or less. Wherein the crystallizing a thin film was irradiated with light is.
【0009】請求項2に係る発明は、請求項1記載の製
造方法において、被塗布物の表面に形成された薄膜に対
して光を照射する光源として、ArFエキシマレーザ、
KrFエキシマレーザ、XeClエキシマレーザ、Xe
Fエキシマレーザ、YAGレーザの3倍波光またはYA
Gレーザの4倍波光を用いることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the manufacturing method of the first aspect, an ArF excimer laser is used as a light source for irradiating the thin film formed on the surface of the object with light.
KrF excimer laser, XeCl excimer laser, Xe
F excimer laser, third harmonic of YAG laser or YA
It is characterized by using fourth harmonic light of a G laser.
【0010】請求項1に係る発明の製造方法によると、
前駆体塗布液を調製する際の溶剤として、エチレングリ
コールモノアルキルエーテルまたはプロピレングリコー
ルモノアルキルエーテル、あるいは、エチレングリコー
ルモノアルキルエーテルもしくはプロピレングリコール
モノアルキルエーテルと炭素数が1〜4である一級アル
コールより選ばれた1種もしくは2種以上のアルコール
との混合溶液を使用していることにより、アルコキシド
の安定化の目的で通常用いられているβ−ジケトンやア
ルカノールアミンなどの安定化剤を使用しなくても、ア
ルコキシドが安定化され、均質な前駆体塗布液が得られ
る。このため、安定化剤を用いなくても、前駆体塗布液
の成膜性が向上して、被塗布物の表面への均質な成膜が
可能になる。According to the manufacturing method of the first aspect of the present invention,
As a solvent for preparing the precursor coating solution, selected from ethylene glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether, or ethylene glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether and a primary alcohol having 1 to 4 carbon atoms. The use of a mixed solution with one or two or more alcohols eliminates the use of stabilizers such as β-diketones and alkanolamines commonly used for stabilizing alkoxides. Also, the alkoxide is stabilized, and a homogeneous precursor coating solution can be obtained. For this reason, even if a stabilizer is not used, the film forming property of the precursor coating solution is improved, and uniform film formation on the surface of the object to be coated becomes possible.
【0011】そして、前駆体塗布液を被塗布物の表面に
塗布して成膜した後、被塗布物上の薄膜に対し波長が3
60nm以下である光を照射することにより、光を薄膜
が吸収してそのエネルギーでBSTが結晶化される。し
たがって、BSTの結晶化のために高温での加熱処理を
行う必要が無いので、プラスチックスのような耐熱性の
低い基体上にも、BSTの薄膜を形成することも可能に
なる。また、前駆体塗布液の調製の際にβ−ジケトンや
アルカノールアミンなどの安定化剤を使用しなくてもよ
いので、成膜後の薄膜中に残存する有機物の量が少なく
なり、このため、薄膜に対する光照射時の急激な有機物
の分解に伴う膜質の悪化が抑えられる。After the precursor coating solution is applied to the surface of the object to form a film, the wavelength of the light applied to the thin film on the object is 3 nm.
By irradiating light having a wavelength of 60 nm or less, the light is absorbed by the thin film, and BST is crystallized with the energy. Accordingly, since it is not necessary to perform a heat treatment at a high temperature for crystallization of BST, a BST thin film can be formed on a substrate having low heat resistance such as plastics. Further, since it is not necessary to use a stabilizer such as β-diketone or alkanolamine when preparing the precursor coating solution, the amount of organic substances remaining in the thin film after film formation is reduced, and therefore, Deterioration of the film quality due to rapid decomposition of organic matter when the thin film is irradiated with light can be suppressed.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.
【0013】この発明において目的とするBSTの薄膜
は、Ba、SrおよびTiの各アルコキシドを出発原料
として前駆体塗布液を調製し、その前駆体塗布液を基板
の表面に塗布して成膜した後、基板表面に形成された薄
膜に対し波長が360nm以下である光を照射して薄膜
を結晶化させることにより形成される。In the present invention, the target BST thin film is formed by preparing a precursor coating solution from each of the alkoxides of Ba, Sr and Ti as a starting material, and coating the precursor coating solution on the surface of the substrate. Thereafter, the thin film formed on the substrate surface is irradiated with light having a wavelength of 360 nm or less to crystallize the thin film.
【0014】出発原料であるBa、SrおよびTiの各
アルコキシドの種類は、特に限定されないが、残留有機
物を低減するためには、チタンアルコキシドとして、ア
ルコキシル基の炭素数が1〜4であるものを用いること
が好ましい。また、バリウムアルコキシドおよびストロ
ンチウムアルコキシドも、それぞれ、アルコキシル基の
炭素数が1〜4であるものが好ましいが、特に、後述す
る溶剤に対する溶解度の問題から考えると、金属バリウ
ムおよび金属ストロンチウムと炭素数が1〜4である一
級アルコールまたは炭素数が1〜4であるエチレングリ
コールモノアルキルエーテルとの反応により合成される
アルコキシドが好ましい。なお、出発原料としてBa、
SrおよびTiのカルボン酸塩を使用することは、成膜
後における薄膜への光照射時に急激な有機物の分解に伴
う膜質の悪化を生じる原因となるので、良くない。The type of each of the starting alkoxides of Ba, Sr and Ti is not particularly limited. To reduce residual organic substances, titanium alkoxides having an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms are used. Preferably, it is used. The barium alkoxide and the strontium alkoxide also preferably have an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, respectively. In particular, from the viewpoint of solubility in a solvent described below, the barium alkoxide and the metal strontium have 1 carbon atom. Preferred is an alkoxide synthesized by reaction with a primary alcohol having 1 to 4 or an ethylene glycol monoalkyl ether having 1 to 4 carbon atoms. In addition, Ba as a starting material,
The use of the carboxylate of Sr and Ti is not preferable because it causes deterioration of the film quality due to rapid decomposition of organic matter when the thin film is irradiated with light after film formation.
【0015】アルコキシドを溶解させる溶剤としては、
エチレングリコールモノアルキルエーテルまたはプロピ
レングリコールモノアルキルエーテル、あるいは、エチ
レングリコールモノアルキルエーテルもしくはプロピレ
ングリコールモノアルキルエーテルと炭素数が1〜4で
ある一級アルコールより選ばれた1種もしくは2種以上
のアルコールとの混合溶液を使用する。エチレングリコ
ールモノアルキルエーテルは、アルコキシエタノールと
も言い、一般式ROCH2CH2OHで表されるが、式
中、Rで示すアルキル基が炭素数1〜4であることが好
ましい。また、プロピレングリコールモノアルキルエー
テルは、アルコキシプロパノールとも言い、一般式RO
CH2CH(CH3)OHまたは一般式ROC(C
H3)HCH 2OHで表されるが、式中、Rで示すアル
キル基が炭素数1〜4であることが好ましい。一級アル
コールとしては、メタノール、エタノールまたはプロパ
ノールを用いることが好ましい。As the solvent for dissolving the alkoxide,
Ethylene glycol monoalkyl ether or propylene
Lenglycol monoalkyl ether or ethyl
Lenglycol monoalkyl ether or propylene
Glycol monoalkyl ether and carbon number 1-4
One or more selected from certain primary alcohols
Use a mixed solution with alcohol. Ethylene glycol
Monoalkyl ether is
Also, the general formula ROCH2CH2OH
Wherein the alkyl group represented by R preferably has 1 to 4 carbon atoms.
Good. Also, propylene glycol monoalkyl ether
Ter is also called alkoxypropanol and has the general formula RO
CH2CH (CH3) OH or the general formula ROC (C
H3) HCH 2Which is represented by OH,
It is preferred that the kill group has 1 to 4 carbon atoms. First grade Al
Calls include methanol, ethanol or prop
It is preferred to use knol.
【0016】溶剤としてエチレングリコールモノアルキ
ルエーテルまたはプロピレングリコールモノアルキルエ
ーテルと一級アルコールとの混合溶液を用いるときの混
合比率は、使用するアルコキシドの溶解度および濃度に
よって適宜決まるので、特に限定されないが、得られる
前駆体塗布液の成膜性などを考慮すると、エチレングリ
コールモノアルキルエーテルまたはプロピレングリコー
ルモノアルキルエーテルの比率が50%以上であること
が好ましい。なお、溶剤としてエチレングリコールモノ
アルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキル
エーテルまたはエチレングリコールモノアルキルエーテ
ルもしくはプロピレングリコールモノアルキルエーテル
と一級アルコールとの混合溶液を使用することにより、
アルコキシドが安定化されて均質な前駆体塗布液が得ら
れることになるので、β−ジケトンやアルカノールアミ
ンなどの安定化剤を使用する必要が無くなる。The mixing ratio when a mixed solution of ethylene glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether and a primary alcohol is used as a solvent is not particularly limited, since it is determined appropriately depending on the solubility and concentration of the alkoxide used. Considering the film-forming properties of the precursor coating solution, the proportion of ethylene glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether is preferably 50% or more. Incidentally, by using a mixed solution of ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether or ethylene glycol monoalkyl ether or propylene glycol monoalkyl ether and a primary alcohol as a solvent,
Since the alkoxide is stabilized to obtain a homogeneous precursor coating solution, it is not necessary to use a stabilizer such as β-diketone or alkanolamine.
【0017】前駆体塗布液の調製方法は特に限定されな
いが、Ba、SrおよびTiの各アルコキシドを溶剤中
に添加し、混合溶液を加熱しながら反応させて、各アル
コキシドを加水分解・重合させる。そして、上記した溶
剤の使用により、均質な前駆体塗布液が得られる。加水
分解には、酸触媒および/または塩基触媒を用いるよう
にしてもよく、好ましくは、塩酸などの鉱酸や酢酸など
の有機酸が用いられる。The method for preparing the precursor coating solution is not particularly limited, but each alkoxide of Ba, Sr and Ti is added to a solvent, and the mixture is reacted while heating to cause hydrolysis and polymerization of each alkoxide. And, by using the above-mentioned solvent, a homogeneous precursor coating liquid can be obtained. For the hydrolysis, an acid catalyst and / or a base catalyst may be used. Preferably, a mineral acid such as hydrochloric acid or an organic acid such as acetic acid is used.
【0018】得られた前駆体塗布液は、通常の方法によ
り基板の表面に塗布して基板上に成膜することができ
る。この場合、塗布液は安定性に優れているため、スピ
ンコート、ディップコート、スプレーコート、フローコ
ート、バーコートなどの各種のコーティング方法により
成膜が可能である。The obtained precursor coating solution can be applied on the surface of a substrate by a usual method to form a film on the substrate. In this case, since the coating liquid has excellent stability, it can be formed by various coating methods such as spin coating, dip coating, spray coating, flow coating, and bar coating.
【0019】基板上に薄膜が形成されると、その薄膜に
対して波長が360nm以下である光を照射する。光源
としては、波長が360nm以下である光を照射可能で
あれば、その種類を問わないが、例えば、ArFエキシ
マレーザ、KrFエキシマレーザ、XeClエキシマレ
ーザ、XeFエキシマレーザ、YAGレーザの3倍波光
またはYAGレーザの4倍波光などが使用される。ま
た、これらの光源のうち2つもしくはそれ以上のものを
組み合わせて使用することも可能である。この薄膜に対
する光照射の際に、目的に応じて、基板を加熱したり、
基板を減圧下に置いたり、雰囲気(酸化雰囲気または非
酸化雰囲気)を制御したりすることも可能である。薄膜
に対して光が照射されることにより、薄膜が結晶化さ
れ、基板の表面に目的のBSTの薄膜が形成される。When a thin film is formed on a substrate, the thin film is irradiated with light having a wavelength of 360 nm or less. Any type of light source can be used as long as it can emit light having a wavelength of 360 nm or less. For example, an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a XeCl excimer laser, a XeF excimer laser, a third harmonic of a YAG laser, or For example, fourth harmonic light of a YAG laser is used. It is also possible to use two or more of these light sources in combination. When irradiating this thin film with light, depending on the purpose, the substrate may be heated,
It is also possible to place the substrate under reduced pressure or to control the atmosphere (oxidizing atmosphere or non-oxidizing atmosphere). By irradiating the thin film with light, the thin film is crystallized, and a target BST thin film is formed on the surface of the substrate.
【0020】[0020]
【0021】ジイソプロポキシバリウムとジイソプロポ
キシストロンチウムとテトライソプロポキシチタンとを
溶剤(アルコール)中に添加し、90℃の油浴中で混合
溶液を加熱し反応させた。得られた反応溶液に、全アル
コキシドと当モル量の0.1M塩酸のアルコール(前記
溶剤と同種のアルコール)希釈溶液を加え、混合溶液を
加水分解させた。塗布液の濃度は、最終的な酸化物濃度
で5重量%となるように調整した。Diisopropoxybarium, diisopropoxystrontium and tetraisopropoxytitanium were added to a solvent (alcohol), and the mixed solution was heated and reacted in a 90 ° C. oil bath. To the obtained reaction solution, a dilute solution of an alcohol (alcohol of the same kind as the solvent) of 0.1 M hydrochloric acid in an equimolar amount to the total alkoxide was added, and the mixed solution was hydrolyzed. The concentration of the coating solution was adjusted so that the final oxide concentration was 5% by weight.
【0022】得られた塗布液を、スピンコーターを使用
して、Pt電極の付いたシリコン基板上に塗布し2,0
00rpmの回転数で20秒間処理して(湿度45%)
成膜した後、基板上に形成された塗布膜を100℃の温
度で15分間乾燥させた。これにより、膜厚が約200
nmである塗布膜が得られた。The obtained coating solution is applied on a silicon substrate provided with a Pt electrode using a spin coater,
Treated at a rotation speed of 00 rpm for 20 seconds (45% humidity)
After forming the film, the coating film formed on the substrate was dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes. As a result, a film thickness of about 200
A coating film having a thickness of nm was obtained.
【0023】得られた塗布膜に対して紫外光を照射し、
得られた薄膜の特性について評価を行った。すなわち、
X線回折法により結晶相の同定を行い、また段差計によ
り膜厚を測定した。塗布液の組成、合成条件および紫外
光の照射条件と得られた薄膜の評価結果とを表1にまと
めて示す。表1の「溶剤」の欄中、「ME」は2−メト
キシエタノールを、「EE」は2−エトキシエタノール
を、「MP」は1−メトキシ−2−プロパノールをそれ
ぞれ示す。Irradiating the obtained coating film with ultraviolet light;
The characteristics of the obtained thin film were evaluated. That is,
The crystal phase was identified by an X-ray diffraction method, and the film thickness was measured by a step meter. Table 1 summarizes the composition of the coating solution, the synthesis conditions, the irradiation conditions of ultraviolet light, and the evaluation results of the obtained thin films. In the column of "solvent" in Table 1, "ME" indicates 2-methoxyethanol, "EE" indicates 2-ethoxyethanol, and "MP" indicates 1-methoxy-2-propanol.
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】実施例1〜13のいずれにおいても、組成
に関係無く、ペロブスカイト単相膜が得られた。実施例
2により得られた薄膜のX線回折パターンを図1に示
す。In each of Examples 1 to 13, a perovskite single-phase film was obtained regardless of the composition. FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 2.
【0026】〔実施例14〕ジイソプロポキシバリウム
とジイソプロポキシストロンチウムとテトライソプロポ
キシチタンとを、(Ba0.25Sr0.75)TiO
3の組成となるようにかつ最終的な塗布液の酸化物濃度
が5重量%となるようにそれぞれ秤量して溶剤(アルコ
ール)中に添加し、90℃の油浴中で混合溶液を加熱し
反応させて、塗布液を調製した。Example 14 Diisopropoxybarium, diisopropoxystrontium and tetraisopropoxytitanium were converted to (Ba 0.25 Sr 0.75 ) TiO.
Each was weighed so as to have a composition of 3 and the final coating solution had an oxide concentration of 5% by weight, and added to a solvent (alcohol). The mixed solution was heated in a 90 ° C. oil bath. The reaction was performed to prepare a coating solution.
【0027】得られた塗布液を、スピンコーターを使用
して、Pt電極の付いたシリコン基板上に塗布し2,0
00rpmの回転数で20秒間処理して(湿度45%)
成膜した後、基板上に形成された塗布膜を100℃の温
度で15分間乾燥させて、塗布膜を得た。The obtained coating solution was applied on a silicon substrate provided with a Pt electrode using a spin coater,
Treated at a rotation speed of 00 rpm for 20 seconds (45% humidity)
After forming the film, the coating film formed on the substrate was dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes to obtain a coating film.
【0028】得られた塗布膜に対し、KrFエキシマレ
ーザ光(エネルギー密度:50mJ/cm2、ショット
数:100回)を照射した。これにより、目的の結晶相
を有するBSTの薄膜が得られた。評価結果を表1に示
す。The obtained coating film was irradiated with KrF excimer laser light (energy density: 50 mJ / cm 2 , number of shots: 100 times). As a result, a BST thin film having the target crystal phase was obtained. Table 1 shows the evaluation results.
【0029】〔比較例1〕ジイソプロポキシバリウムと
ジイソプロポキシストロンチウムとテトライソプロポキ
シチタンとを、(Ba0.25Sr0.75)TiO3
の組成となるようにかつ最終的な塗布液の酸化物濃度が
5重量%となるようにそれぞれ秤量して溶剤(アルコー
ル)中に添加し、90℃の油浴中で混合溶液を加熱し反
応させた。得られた反応液に、Tiと当モル量のアセチ
ルアセトンを添加して、塗布液を調製した。Comparative Example 1 Diisopropoxybarium, diisopropoxystrontium and tetraisopropoxytitanium were prepared by mixing (Ba 0.25 Sr 0.75 ) TiO 3
And weighed so that the final coating solution had an oxide concentration of 5% by weight, added to a solvent (alcohol), and heated the mixed solution in a 90 ° C. oil bath to carry out the reaction. I let it. To the obtained reaction solution, acetylacetone in an equimolar amount to Ti was added to prepare a coating solution.
【0030】得られた塗布液を、スピンコーターを使用
して、Pt電極の付いたシリコン基板上に塗布し2,0
00rpmの回転数で20秒間処理して(湿度45%)
成膜した後、基板上に形成された塗布膜を100℃の温
度で15分間乾燥させて、塗布膜を得た。The obtained coating solution was applied on a silicon substrate provided with a Pt electrode using a spin coater,
Treated at a rotation speed of 00 rpm for 20 seconds (45% humidity)
After forming the film, the coating film formed on the substrate was dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes to obtain a coating film.
【0031】得られた塗布膜は、上記した各実施例で得
られた塗布膜に比べ、湿度に対して安定であり、湿度7
0%でも成膜が可能であった。しかしながら、塗布膜に
対してKrFエキシマレーザ光を照射したところ、実施
例で得られた薄膜に比べ、低エネルギーで膜の白濁が認
められ、きれいな酸化物膜を得ることができなかった。The obtained coating film is more stable to humidity than the coating film obtained in each of the above-mentioned examples, and has a humidity of 7%.
Film formation was possible even at 0%. However, when the coating film was irradiated with KrF excimer laser light, the film was clouded at lower energy than the thin film obtained in the example, and a clean oxide film could not be obtained.
【0032】この結果より、結晶性の均質なBSTの薄
膜を得るためには、塗布液の調製に用いる溶剤の選択が
非常に重要であることが解った。From these results, it was found that selection of a solvent used for preparing a coating solution is very important in order to obtain a BST thin film having a uniform crystallinity.
【0033】〔比較例2〕上記した実施例2で得られた
塗布膜を加熱処理し、結晶化温度を確認したところ、6
00℃の温度での30分間の加熱処理によりペロブスカ
イト相の単相膜がえられた。[Comparative Example 2] The coating film obtained in Example 2 was subjected to a heat treatment and the crystallization temperature was confirmed.
A single-phase film of a perovskite phase was obtained by a heat treatment at a temperature of 00 ° C. for 30 minutes.
【0034】このように、結晶化されたBSTの薄膜を
得るために、通常の加熱処理では、最低でも600℃程
度の温度での加熱処理が必要であることが解った。As described above, it has been found that in order to obtain a crystallized BST thin film, it is necessary to perform a heat treatment at a temperature of at least about 600 ° C. in a normal heat treatment.
【0035】〔比較例3〕ジイソプロポキシバリウムと
ジイソプロポキシストロンチウムとテトライソプロポキ
シチタンとを出発原料とし、溶剤としてエタノールを単
独で用い、実施例14と同様の操作により、(Ba
0.25Sr0.75)TiO3の組成の前駆体塗布液
を調製した。しかしながら、BaおよびSrとTiのア
ルコキシドとの間で錯塩が生成し、1%より高濃度の塗
布液は作製することができなかった。[Comparative Example 3] (Ba) was obtained in the same manner as in Example 14 by using diisopropoxybarium, diisopropoxystrontium and tetraisopropoxytitanium as starting materials, and using ethanol alone as a solvent.
A precursor coating liquid having a composition of 0.25 Sr 0.75 ) TiO 3 was prepared. However, a complex salt was formed between Ba and Sr and the alkoxide of Ti, and a coating solution having a concentration higher than 1% could not be prepared.
【0036】また、得られた塗布液を使用して成膜を試
みたが、湿度40%の環境下では、膜が白濁して均質な
薄膜を得ることはできなかった。An attempt was made to form a film using the obtained coating solution. However, in an environment with a humidity of 40%, the film became cloudy and a uniform thin film could not be obtained.
【0037】[0037]
【発明の効果】請求項1に係る発明の製造方法による
と、BSTの薄膜を、高温での加熱処理を行わなくても
得ることができる。したがって、プラスチックス等の耐
熱性に劣る基板上にも、BSTの薄膜を形成することが
可能となる。また、安定化剤を用いなくても、前駆体塗
布液の成膜性が向上して、被塗布物の表面への均質な成
膜が可能になるので、成膜後の薄膜中に残存する有機物
の量が少なくなり、このため、薄膜に対する光照射時の
急激な有機物の分解に伴う膜質の悪化を抑えることがで
きる。According to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, a BST thin film can be obtained without performing heat treatment at a high temperature. Therefore, it is possible to form a BST thin film on a substrate having poor heat resistance such as plastics. Further, even without using a stabilizer, the film-forming property of the precursor coating solution is improved, and a uniform film can be formed on the surface of the object to be coated, so that it remains in the thin film after film formation. The amount of the organic substance is reduced, and therefore, deterioration of the film quality due to rapid decomposition of the organic substance when the thin film is irradiated with light can be suppressed.
【0038】請求項2に係る発明の製造方法では、高温
での加熱処理を行わなくても、光のエネルギーによって
BSTの薄膜を結晶化することができる。According to the manufacturing method of the second aspect of the present invention, the BST thin film can be crystallized by the energy of light without performing the heat treatment at a high temperature.
【図1】この発明の実施例2で得られた薄膜のX線回折
パターンを示す図である。FIG. 1 is a view showing an X-ray diffraction pattern of a thin film obtained in Example 2 of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D075 BB48Z DB31 DC21 EB01 EC01 EC02 EC30 4G042 DA02 DB03 DB15 DD02 DD10 DE09 4G047 CA02 CA07 CB06 CC03 CD02 CD08 4G075 AA24 AA30 BB02 CA02 CA32 CA33 CA36 CA51 4K022 AA05 AA13 BA15 BA22 BA27 BA33 DA08 DB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4D075 BB48Z DB31 DC21 EB01 EC01 EC02 EC30 4G042 DA02 DB03 DB15 DD02 DD10 DE09 4G047 CA02 CA07 CB06 CC03 CD02 CD08 4G075 AA24 AA30 BB02 CA02 CA32 CA33 CA36 CA51 4K022 AA05 BA33A DA08 DB01
Claims (2)
各アルコキシドを出発原料として前駆体塗布液を調製
し、その前駆体塗布液を被塗布物の表面に塗布して成膜
した後、被塗布物表面に形成された薄膜を結晶化させ
て、組成式(Ba 1−xSrx)TiO3で表されるペ
ロブスカイト型構造を有する複合酸化物の薄膜を形成す
る複合酸化物膜の製造方法において、 前記前駆体塗布液を調製する際の溶剤として、エチレン
グリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコー
ルモノアルキルエーテル、または、エチレングリコール
モノアルキルエーテルもしくはプロピレングリコールモ
ノアルキルエーテルと炭素数が1〜4である一級アルコ
ールより選ばれた1種もしくは2種以上のアルコールと
の混合溶液を使用し、 前記前駆体塗布液を被塗布物の表面に塗布して成膜した
後、被塗布物表面に形成された薄膜に対し波長が360
nm以下である光を照射して薄膜を結晶化させることを
特徴とする複合酸化物膜の製造方法。1. The method of claim 1 wherein Ba and / or Sr and Ti
Prepare a precursor coating solution using each alkoxide as a starting material
And apply the precursor coating solution to the surface of the object to be coated to form a film.
And then crystallize the thin film formed on the surface of the object to be coated.
And the composition formula (Ba 1-xSrx) TiO3The pen represented by
Formation of composite oxide thin film with lobskite structure
In the method for producing a composite oxide film, ethylene is used as a solvent when preparing the precursor coating solution.
Glycol monoalkyl ether, propylene glycol
Lumonoalkyl ether or ethylene glycol
Monoalkyl ether or propylene glycol
Noalkyl ether and primary alcohol having 1 to 4 carbon atoms
With one or more alcohols selected from
Using the mixed solution of the above, the precursor coating liquid was applied to the surface of the object to be coated to form a film.
After that, the wavelength of the thin film formed on the surface of the object is 360
to crystallize a thin film by irradiating it with light
A method for producing a composite oxide film.
て光を照射する光源が、ArFエキシマレーザ、KrF
エキシマレーザ、XeClエキシマレーザ、XeFエキ
シマレーザ、YAGレーザの3倍波光またはYAGレー
ザの4倍波光である請求項1記載の複合酸化物膜の製造
方法。2. A light source for irradiating light to a thin film formed on the surface of an object to be coated is an ArF excimer laser or KrF.
The method for producing a composite oxide film according to claim 1, wherein the method is a third harmonic light of an excimer laser, a XeCl excimer laser, a XeF excimer laser, a YAG laser, or a fourth harmonic of a YAG laser.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6869479B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-03-22 | Altair Center, Llc | Method of laser-assisted fabrication of optoelectronic and photonic components |
JP2012145928A (en) * | 2010-12-21 | 2012-08-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Toner for developing electrostatic charge image |
WO2013157715A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 전자부품연구원 | Method for producing an oxide film using a low temperature process, an oxide film and an electronic device thereof |
WO2017122985A1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 중앙대학교 산학협력단 | Method for preparing oxide thin film, oxide thin film, and electronic device manufactured therewith |
-
1999
- 1999-03-10 JP JP11063296A patent/JP2000256863A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6869479B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-03-22 | Altair Center, Llc | Method of laser-assisted fabrication of optoelectronic and photonic components |
JP2012145928A (en) * | 2010-12-21 | 2012-08-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Toner for developing electrostatic charge image |
WO2013157715A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 전자부품연구원 | Method for producing an oxide film using a low temperature process, an oxide film and an electronic device thereof |
KR101456237B1 (en) * | 2012-04-16 | 2014-11-03 | 전자부품연구원 | Method for manufacturing metal-oxide thin film using low temperature process, thin film, and electric device thereof |
JP2015520716A (en) * | 2012-04-16 | 2015-07-23 | コレア エレクトロニクス テクノロジー インスティテュート | Manufacturing method of oxide thin film using low temperature process, oxide thin film and electronic device thereof |
US9881791B2 (en) | 2012-04-16 | 2018-01-30 | Korea Electronics Technology Institute | Method for producing an oxide film using a low temperature process, an oxide film and an electronic device thereof |
WO2017122985A1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 중앙대학교 산학협력단 | Method for preparing oxide thin film, oxide thin film, and electronic device manufactured therewith |
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