JP2001213624A - 強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法 - Google Patents
強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶液塗布法により作製する強誘電体薄膜につ
いて、リークを減少させて強誘電性のヒステリシス曲線
を示すようにする、または繰り返し疲労特性を改善す
る。 【解決手段】 酢酸鉛、ジルコニウムアセチルアセトナ
ートおよびチタニウムテトライソプロポキシドを原料に
含み、ブトキシエタノールを溶媒とし、ジエタノールア
ミンおよびポリエチレングリコールを添加した強誘電体
膜用原料溶液について、原料溶液中のジエタノールアミ
ンの量を、原料溶液中のジルコニウムとチタンのモル数
の和の４倍以上とする。
いて、リークを減少させて強誘電性のヒステリシス曲線
を示すようにする、または繰り返し疲労特性を改善す
る。 【解決手段】 酢酸鉛、ジルコニウムアセチルアセトナ
ートおよびチタニウムテトライソプロポキシドを原料に
含み、ブトキシエタノールを溶媒とし、ジエタノールア
ミンおよびポリエチレングリコールを添加した強誘電体
膜用原料溶液について、原料溶液中のジエタノールアミ
ンの量を、原料溶液中のジルコニウムとチタンのモル数
の和の４倍以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体デバイス
および圧電体デバイスなどに用いられるセラミックス薄
膜に関するものである。特に、溶液塗布法で作製され
る、チタン酸ジルコン酸鉛（以下「ＰＺＴ」とする）系
セラミックス薄膜の原料溶液、および前記のセラミック
ス薄膜の作製方法に関するものである。
および圧電体デバイスなどに用いられるセラミックス薄
膜に関するものである。特に、溶液塗布法で作製され
る、チタン酸ジルコン酸鉛（以下「ＰＺＴ」とする）系
セラミックス薄膜の原料溶液、および前記のセラミック
ス薄膜の作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＺＴは、強誘電性を持つ材料として知
られており、比誘電率の高さからＣＭＯＳなどの記憶素
子の絶縁体キャパシタ、自発分極を持つことから不揮発
性記憶素子、圧電性から圧力センサやアクチュエータ、
などに応用されている。多くの場合、ＰＺＴは薄膜の形
で利用される。ＰＺＴ薄膜の作製方法としては、溶液塗
布法、スパッタリング法、気相蒸着法、レーザーアブレ
ーション法などが用いられている。
られており、比誘電率の高さからＣＭＯＳなどの記憶素
子の絶縁体キャパシタ、自発分極を持つことから不揮発
性記憶素子、圧電性から圧力センサやアクチュエータ、
などに応用されている。多くの場合、ＰＺＴは薄膜の形
で利用される。ＰＺＴ薄膜の作製方法としては、溶液塗
布法、スパッタリング法、気相蒸着法、レーザーアブレ
ーション法などが用いられている。
【０００３】溶液塗布法によりＰＺＴ薄膜を作製する場
合、原料溶液は 少なくとも、鉛化合物、ジルコニウム
化合物、チタン化合物、および溶媒を含む。
合、原料溶液は 少なくとも、鉛化合物、ジルコニウム
化合物、チタン化合物、および溶媒を含む。
【０００４】鉛化合物については、酢酸鉛を用いる場合
が多い。酢酸鉛以外の鉛化合物を用いた場合においても
溶媒として酢酸を用いている場合が多い。ジルコニウム
化合物については、有機、無機を問わず種種の化合物が
用いられるが、有機化合物を用いることが多い。チタン
化合物については、チタンアルコキシドを用いる場合が
ほとんどである。これは、溶液塗布法によるＰＺＴの形
成過程が重縮合による金属酸化物の骨格構造の形成によ
るものであり、その骨格構造の主となる金属種としてチ
タンが用いられるためであると考えられる。溶媒として
は、酢酸あるいは有機溶媒、または酢酸と有機溶媒の両
方を用いる場合が多い。有機溶媒としては、アルコール
またはアルコキシアルコールがよく用いられる。
が多い。酢酸鉛以外の鉛化合物を用いた場合においても
溶媒として酢酸を用いている場合が多い。ジルコニウム
化合物については、有機、無機を問わず種種の化合物が
用いられるが、有機化合物を用いることが多い。チタン
化合物については、チタンアルコキシドを用いる場合が
ほとんどである。これは、溶液塗布法によるＰＺＴの形
成過程が重縮合による金属酸化物の骨格構造の形成によ
るものであり、その骨格構造の主となる金属種としてチ
タンが用いられるためであると考えられる。溶媒として
は、酢酸あるいは有機溶媒、または酢酸と有機溶媒の両
方を用いる場合が多い。有機溶媒としては、アルコール
またはアルコキシアルコールがよく用いられる。
【０００５】ＰＺＴ原料溶液に関して知られた例には、
前記の構成に、ある特性の付加を目的とした添加物を加
えたものがある。例えば特開平６−３０５７１３号に
は、アルカノールアミンおよび／またはβ−ジケトンを
安定剤として添加することにより、４５０℃という低温
でＰＺＴをペロブスカイト結晶化させるという効果を得
ることが開示されている。また、例えば特開平６−６４
９７０号には、エチレングリコール類を粘度調整および
高安定化用に用いることが開示されている。
前記の構成に、ある特性の付加を目的とした添加物を加
えたものがある。例えば特開平６−３０５７１３号に
は、アルカノールアミンおよび／またはβ−ジケトンを
安定剤として添加することにより、４５０℃という低温
でＰＺＴをペロブスカイト結晶化させるという効果を得
ることが開示されている。また、例えば特開平６−６４
９７０号には、エチレングリコール類を粘度調整および
高安定化用に用いることが開示されている。
【０００６】ここで考慮するＰＺＴ原料溶液は、酢酸
鉛、ジルコニウムアセチルアセトナートおよびチタニウ
ムテトライソプロポキシドを原料に含み、ブトキシエタ
ノールを溶媒とするＰＺＴ原料溶液に、配位安定化剤と
してのジエタノールアミンおよびクラック防止剤として
のポリエチレングリコールを添加したことを基本とする
ＰＺＴ原料溶液である。例えば特開平１１−２３８９２
１号のように、圧電素子としての使用例は既にいくつか
ある。
鉛、ジルコニウムアセチルアセトナートおよびチタニウ
ムテトライソプロポキシドを原料に含み、ブトキシエタ
ノールを溶媒とするＰＺＴ原料溶液に、配位安定化剤と
してのジエタノールアミンおよびクラック防止剤として
のポリエチレングリコールを添加したことを基本とする
ＰＺＴ原料溶液である。例えば特開平１１−２３８９２
１号のように、圧電素子としての使用例は既にいくつか
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−２３８９２１号に記載されているようなＰＺＴ原
料溶液を用い、絶縁体薄膜や記憶素子材料として応用す
るためにＰＺＴ薄膜の厚さを数百ｎｍ程度まで薄くした
とき、ＰＺＴ原料溶液中の配位安定化剤の量が適切でな
いと、リークが大きく強誘電性のヒステリシス曲線を示
さない、あるいは強誘電性のヒステリシス曲線を示した
としても良好な繰り返し疲労特性を示さない、という問
題点がある。
１１−２３８９２１号に記載されているようなＰＺＴ原
料溶液を用い、絶縁体薄膜や記憶素子材料として応用す
るためにＰＺＴ薄膜の厚さを数百ｎｍ程度まで薄くした
とき、ＰＺＴ原料溶液中の配位安定化剤の量が適切でな
いと、リークが大きく強誘電性のヒステリシス曲線を示
さない、あるいは強誘電性のヒステリシス曲線を示した
としても良好な繰り返し疲労特性を示さない、という問
題点がある。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題とするところは、リークが低減され、良
好な強誘電性を示し、繰り返し疲労特性が改善された強
誘電体薄膜を提供するための原料溶液及びそれを用いた
薄膜の作製方法を提供することである。
ので、その課題とするところは、リークが低減され、良
好な強誘電性を示し、繰り返し疲労特性が改善された強
誘電体薄膜を提供するための原料溶液及びそれを用いた
薄膜の作製方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
強誘電体薄膜用原料溶液は、酢酸鉛、ジルコニウムアセ
チルアセトナートおよびチタニウムテトライソプロポキ
シドを原料に含み、ブトキシエタノールを溶媒とし、ジ
エタノールアミンおよびポリエチレングリコールを添加
した強誘電体膜用原料溶液であって、溶液中のジエタノ
ールアミンの量をジルコニウムとチタンのモル数の和の
４倍以上とすることを特徴とする。
強誘電体薄膜用原料溶液は、酢酸鉛、ジルコニウムアセ
チルアセトナートおよびチタニウムテトライソプロポキ
シドを原料に含み、ブトキシエタノールを溶媒とし、ジ
エタノールアミンおよびポリエチレングリコールを添加
した強誘電体膜用原料溶液であって、溶液中のジエタノ
ールアミンの量をジルコニウムとチタンのモル数の和の
４倍以上とすることを特徴とする。
【００１０】前記の特徴によれば、強誘電性のヒステリ
シス曲線を示す、または繰り返し疲労特性が改善された
ＰＺＴ薄膜を作製することができる効果を有する。
シス曲線を示す、または繰り返し疲労特性が改善された
ＰＺＴ薄膜を作製することができる効果を有する。
【００１１】本発明の請求項２記載の強誘電体薄膜用原
料溶液は、上記請求項１の原料溶液であって、分子量が
４００のポリエチレングリコールを用いることを特徴と
する。
料溶液は、上記請求項１の原料溶液であって、分子量が
４００のポリエチレングリコールを用いることを特徴と
する。
【００１２】前記の特徴によれば、前記請求項１記載の
強誘電体薄膜用原料溶液の特徴により得られる効果に、
クラック発生を防止する効果が付加され、良好なＰＺＴ
薄膜を作製することができる効果を有する。
強誘電体薄膜用原料溶液の特徴により得られる効果に、
クラック発生を防止する効果が付加され、良好なＰＺＴ
薄膜を作製することができる効果を有する。
【００１３】本発明の請求項３記載の強誘電体薄膜用原
料溶液は、請求項１又は２の原料溶液であって、ブトキ
シエタノールとジエタノールアミンを混ぜた溶液にチタ
ニウムテトライソプロポキシドを滴下して攪拌した溶液
を得る工程、得られた溶液に酢酸鉛とジルコニウムアセ
チルアセトナートを加えて溶液の沸点以下の適切な温度
で加熱しながら攪拌して均一化させた溶液を得る工程、
および得られた溶液にポリエチレングリコールを滴下し
て攪拌した溶液を得る工程、により調製されることを特
徴とする。
料溶液は、請求項１又は２の原料溶液であって、ブトキ
シエタノールとジエタノールアミンを混ぜた溶液にチタ
ニウムテトライソプロポキシドを滴下して攪拌した溶液
を得る工程、得られた溶液に酢酸鉛とジルコニウムアセ
チルアセトナートを加えて溶液の沸点以下の適切な温度
で加熱しながら攪拌して均一化させた溶液を得る工程、
および得られた溶液にポリエチレングリコールを滴下し
て攪拌した溶液を得る工程、により調製されることを特
徴とする。
【００１４】前記の特徴によれば、チタニウムテトライ
ソプロポキシドの反応が制御でき、また、ジルコニウム
アセチルアセトナートを効率よく原料溶液に溶解させる
ことができる効果を有する。
ソプロポキシドの反応が制御でき、また、ジルコニウム
アセチルアセトナートを効率よく原料溶液に溶解させる
ことができる効果を有する。
【００１５】本発明の請求項４記載の強誘電体薄膜の作
製方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の強誘電体
薄膜用原料溶液を基板上にスピンコートにより塗布する
工程、および有機成分を脱離する工程を１回以上行なっ
て適当な厚さの非晶質薄膜を作製し、熱処理工程により
結晶化する、強誘電体薄膜の作製方法であることを特徴
とする。
製方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の強誘電体
薄膜用原料溶液を基板上にスピンコートにより塗布する
工程、および有機成分を脱離する工程を１回以上行なっ
て適当な厚さの非晶質薄膜を作製し、熱処理工程により
結晶化する、強誘電体薄膜の作製方法であることを特徴
とする。
【００１６】前記の特徴によれば、前記請求項１および
請求項２記載の強誘電体薄膜用原料溶液の特徴により得
られる効果が充分に発現されたＰＺＴ薄膜を作製するこ
とができる効果を有する。
請求項２記載の強誘電体薄膜用原料溶液の特徴により得
られる効果が充分に発現されたＰＺＴ薄膜を作製するこ
とができる効果を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１８】図１は本発明によるＰＺＴ原料溶液の作製
方法を図示したものである。
方法を図示したものである。
【００１９】２−ｎ−ブトキシエタノールにジエタノー
ルアミンおよびチタニウムテトライソプロポキシドを滴
下し、見た目が均一になるように攪拌する。その後、酢
酸鉛（II）三水和物およびジルコニウムアセチルアセト
ナートを加えて、加熱しながら攪拌して溶解させる。こ
のときの加熱温度は溶液の成分の沸点以下であればよ
く、望ましくは６０℃以上８０℃以下がよい。室温まで
自然冷却させた後、ポリエチレングリコールを滴下し
て、見た目が均一になるように攪拌して、ＰＺＴ原料溶
液を作製する。
ルアミンおよびチタニウムテトライソプロポキシドを滴
下し、見た目が均一になるように攪拌する。その後、酢
酸鉛（II）三水和物およびジルコニウムアセチルアセト
ナートを加えて、加熱しながら攪拌して溶解させる。こ
のときの加熱温度は溶液の成分の沸点以下であればよ
く、望ましくは６０℃以上８０℃以下がよい。室温まで
自然冷却させた後、ポリエチレングリコールを滴下し
て、見た目が均一になるように攪拌して、ＰＺＴ原料溶
液を作製する。
【００２０】ＰＺＴ原料溶液の各成分の量について以下
に説明する。
に説明する。
【００２１】ＰＺＴを構成する金属元素を含む各成分に
ついては、酢酸鉛（II）三水和物：ジルコニウムアセチ
ルアセトナート：チタニウムテトライソプロポキシド＝
１＋ｘ：ｙ：１−ｙのモル数の比になるように調整す
る。ｘは過剰な鉛の量を示し、０≦ｘ≦０．５であるこ
とが望ましく、特に望ましいのはｘ＝０．２である。ｙ
はジルコニウムとチタンの混合比を示し、特に制約はな
いが、ＰＺＴが正方晶となるような薄膜を作製するため
に０≦ｙ≦０．５２であることが望ましく、特に望まし
いのはｙ＝０．３である。ジエタノールアミンの量はジ
ルコニウムアセチルアセトナートとチタニウムテトライ
ソプロポキシドのモル数の和の４倍以上になるようにす
る。ポリエチレングリコールは、分子量と添加量により
クラック防止効果に差異を生ずるが、分子量４００のポ
リエチレングリコールを用い、添加量をＰＺＴ原料溶液
からできるＰＺＴ結晶の重量の０．３倍にすると、結晶
化時のクラック防止効果が特によいＰＺＴ薄膜が得られ
る。
ついては、酢酸鉛（II）三水和物：ジルコニウムアセチ
ルアセトナート：チタニウムテトライソプロポキシド＝
１＋ｘ：ｙ：１−ｙのモル数の比になるように調整す
る。ｘは過剰な鉛の量を示し、０≦ｘ≦０．５であるこ
とが望ましく、特に望ましいのはｘ＝０．２である。ｙ
はジルコニウムとチタンの混合比を示し、特に制約はな
いが、ＰＺＴが正方晶となるような薄膜を作製するため
に０≦ｙ≦０．５２であることが望ましく、特に望まし
いのはｙ＝０．３である。ジエタノールアミンの量はジ
ルコニウムアセチルアセトナートとチタニウムテトライ
ソプロポキシドのモル数の和の４倍以上になるようにす
る。ポリエチレングリコールは、分子量と添加量により
クラック防止効果に差異を生ずるが、分子量４００のポ
リエチレングリコールを用い、添加量をＰＺＴ原料溶液
からできるＰＺＴ結晶の重量の０．３倍にすると、結晶
化時のクラック防止効果が特によいＰＺＴ薄膜が得られ
る。
【００２２】２−ｎ−ブトキシエタノールの量について
は、量を多くするほどＰＺＴ原料溶液の粘度が小さくな
り、均一に塗布しやすくなるが、同一の膜厚のＰＺＴを
得るためにより多数回塗布する必要がある。
は、量を多くするほどＰＺＴ原料溶液の粘度が小さくな
り、均一に塗布しやすくなるが、同一の膜厚のＰＺＴを
得るためにより多数回塗布する必要がある。
【００２３】図２は本発明によるＰＺＴ原料溶液を用い
たＰＺＴ薄膜の作製方法を図示したものである。
たＰＺＴ薄膜の作製方法を図示したものである。
【００２４】シリコン基板にシリコン酸化膜をつけ、さ
らにチタンおよび下部電極をなす金属材料をスパッタリ
ング法で成膜して得られた基板上に、前記の組成のＰＺ
Ｔ原料溶液をスピンコーティングにより塗布する。１層
塗布ごとに１８０℃で１０分間、４００℃で１０分間の
乾燥工程を行なって有機物を脱離させて、アモルファス
ＰＺＴ薄膜を得る。ＰＺＴ薄膜の膜厚が２００ｎｍ程度
になるまで前記の塗布および乾燥工程を繰り返す。最後
に熱処理により結晶ＰＺＴ薄膜を得る。熱処理の温度
は、ＰＺＴが結晶化する温度に到達することが望まし
い。また、熱処理は高速熱処理であることが望ましい。
特に６００℃で５分間、７５０℃で１分間の２段階の温
度で高速熱処理をすることが望ましい。
らにチタンおよび下部電極をなす金属材料をスパッタリ
ング法で成膜して得られた基板上に、前記の組成のＰＺ
Ｔ原料溶液をスピンコーティングにより塗布する。１層
塗布ごとに１８０℃で１０分間、４００℃で１０分間の
乾燥工程を行なって有機物を脱離させて、アモルファス
ＰＺＴ薄膜を得る。ＰＺＴ薄膜の膜厚が２００ｎｍ程度
になるまで前記の塗布および乾燥工程を繰り返す。最後
に熱処理により結晶ＰＺＴ薄膜を得る。熱処理の温度
は、ＰＺＴが結晶化する温度に到達することが望まし
い。また、熱処理は高速熱処理であることが望ましい。
特に６００℃で５分間、７５０℃で１分間の２段階の温
度で高速熱処理をすることが望ましい。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例に沿って更に詳細に説
明する。
明する。
【００２６】（実施例１）実施例中における前記のＰＺ
Ｔ原料溶液の各成分の量についてｘ＝０．２、ｙ＝０．
３、およびポリエチレングリコールの分子量および重量
を特に望ましい条件とし、前記実施形態中で特に望まし
いとした作製方法によりＰＺＴ薄膜デバイスを作製し
た。前記の下部電極をなす金属材料として白金を用い
た。また、上電極として直径１ｍｍの円状の白金をスパ
ッタリングにより成膜した。
Ｔ原料溶液の各成分の量についてｘ＝０．２、ｙ＝０．
３、およびポリエチレングリコールの分子量および重量
を特に望ましい条件とし、前記実施形態中で特に望まし
いとした作製方法によりＰＺＴ薄膜デバイスを作製し
た。前記の下部電極をなす金属材料として白金を用い
た。また、上電極として直径１ｍｍの円状の白金をスパ
ッタリングにより成膜した。
【００２７】（実施例２）前記の下部電極をなす金属材
料として白金およびイリジウムをスパッタリングにより
成膜した。上電極として直径１ｍｍの円状のイリジウム
をスパッタリングにより成膜した。それ以外は、実施例
１と同じ条件でＰＺＴ薄膜デバイスを作製した。
料として白金およびイリジウムをスパッタリングにより
成膜した。上電極として直径１ｍｍの円状のイリジウム
をスパッタリングにより成膜した。それ以外は、実施例
１と同じ条件でＰＺＴ薄膜デバイスを作製した。
【００２８】（実施例３）前記の下部電極をなす金属材
料としてイリジウムをスパッタリングにより成膜した。
上電極として直径０．３ｍｍの円状のイリジウムをスパ
ッタリングにより成膜した。それ以外は、実施例１と同
じ条件でＰＺＴ薄膜デバイスを作製した。
料としてイリジウムをスパッタリングにより成膜した。
上電極として直径０．３ｍｍの円状のイリジウムをスパ
ッタリングにより成膜した。それ以外は、実施例１と同
じ条件でＰＺＴ薄膜デバイスを作製した。
【００２９】以上の実施例により作製したＰＺＴ薄膜デ
バイスについて電気特性の測定を行なった結果を表１に
示す。
バイスについて電気特性の測定を行なった結果を表１に
示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】実施例１については、表１より、ジエタノ
ールアミンの量がチタンのモル数の４倍以上のときに強
誘電性のヒステリシス曲線が得られることがわかった。
ールアミンの量がチタンのモル数の４倍以上のときに強
誘電性のヒステリシス曲線が得られることがわかった。
【００３２】図３に、ジエタノールアミンの量がチタン
のモル数の４倍のときと、ジルコニウムとチタンのモル
数の和の４倍のときの繰り返し疲労特性を示す。同図
は、スイッチング電荷量の値を通常の分極反転回数の場
合を１として規格化した値と、分極反転回数の関係低分
極反転回数の関係を示す。ジエタノールアミンの量がジ
ルコニウムとチタンのモル数の和の４倍のときの方が、
繰り返し疲労特性は良好となっていた。
のモル数の４倍のときと、ジルコニウムとチタンのモル
数の和の４倍のときの繰り返し疲労特性を示す。同図
は、スイッチング電荷量の値を通常の分極反転回数の場
合を１として規格化した値と、分極反転回数の関係低分
極反転回数の関係を示す。ジエタノールアミンの量がジ
ルコニウムとチタンのモル数の和の４倍のときの方が、
繰り返し疲労特性は良好となっていた。
【００３３】実施例２については、表１より、ジエタノ
ールアミンの量がジルコニウムとチタンのモル数の和の
４倍以上のときに強誘電性のヒステリシス曲線が得られ
ることがわかった。図４に、繰り返し疲労特性を示す。
実施例１におけるジエタノールアミンの量がジルコニウ
ムとチタンのモル数の和の４倍のときの繰り返し疲労特
性と、同等の繰り返し疲労特性を示した。
ールアミンの量がジルコニウムとチタンのモル数の和の
４倍以上のときに強誘電性のヒステリシス曲線が得られ
ることがわかった。図４に、繰り返し疲労特性を示す。
実施例１におけるジエタノールアミンの量がジルコニウ
ムとチタンのモル数の和の４倍のときの繰り返し疲労特
性と、同等の繰り返し疲労特性を示した。
【００３４】実施例３については、表１より、ジエタノ
ールアミンの量がジルコニウムとチタンのモル数の和の
５倍以上のときに強誘電性のヒステリシス曲線が得られ
ることがわかった。図５に、繰り返し疲労特性を示す。
図５によると、ジエタノールアミンの量がジルコニウム
とチタンのモル数の和の５．２倍以上７．６倍以下では
１０9回分極反転させても１２％以下の疲労にとどま
り、良好な繰り返し疲労特性を示した。特に繰り返し疲
労特性がよいのはジエタノールアミンの量がジルコニウ
ムとチタンのモル数の和の６．４倍のときであり、１０
9回分極反転させてもまったく疲労しない強誘電体薄膜
デバイスが得られた。
ールアミンの量がジルコニウムとチタンのモル数の和の
５倍以上のときに強誘電性のヒステリシス曲線が得られ
ることがわかった。図５に、繰り返し疲労特性を示す。
図５によると、ジエタノールアミンの量がジルコニウム
とチタンのモル数の和の５．２倍以上７．６倍以下では
１０9回分極反転させても１２％以下の疲労にとどま
り、良好な繰り返し疲労特性を示した。特に繰り返し疲
労特性がよいのはジエタノールアミンの量がジルコニウ
ムとチタンのモル数の和の６．４倍のときであり、１０
9回分極反転させてもまったく疲労しない強誘電体薄膜
デバイスが得られた。
【００３５】また、強誘電体薄膜用原料溶液が上述した
もの以外の金属化合物を含む場合においても同等の効果
を得ることができる。当該金属化合物の例としては、ペ
ンタエトキシニオブなどのニオブの有機化合物、酢酸ラ
ンタンなどのランタンの有機化合物、酢酸マグネシウム
などのマグネシウムの有機化合物が含まれる。
もの以外の金属化合物を含む場合においても同等の効果
を得ることができる。当該金属化合物の例としては、ペ
ンタエトキシニオブなどのニオブの有機化合物、酢酸ラ
ンタンなどのランタンの有機化合物、酢酸マグネシウム
などのマグネシウムの有機化合物が含まれる。
【００３６】
【発明の効果】本発明から得られる強誘電体薄膜デバイ
スによれば、強誘電性のヒステリシス曲線を示す、また
は繰り返し疲労特性が改善される効果が得られる。
スによれば、強誘電性のヒステリシス曲線を示す、また
は繰り返し疲労特性が改善される効果が得られる。
【００３７】また、本発明の作製方法により強誘電体薄
膜デバイスを作製することにより、前記の効果が最も大
きくなる。
膜デバイスを作製することにより、前記の効果が最も大
きくなる。
【図１】本発明に係る強誘電体薄膜用原料溶液の合成工
程のフローチャートの模式図である。
程のフローチャートの模式図である。
【図２】本発明の強誘電体薄膜用原料溶液から強誘電体
素子を作製するためのフローチャートの模式図である。
素子を作製するためのフローチャートの模式図である。
【図３】実施例１により作製した強誘電体薄膜デバイス
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
【図４】実施例２により作製した強誘電体薄膜デバイス
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
【図５】実施例３により作製した強誘電体薄膜デバイス
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
の、ジエタノールアミンの量に対する繰り返し疲労特性
の結果を示した図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/24 (72)発明者 田村 博明 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G048 AA03 AB02 AB05 AC01 AC02 AD02 AE08 5F058 BA20 BC03 BC20 BF46 BH01 BJ01 5F083 FR01 GA21 JA15 JA38 JA39 PR23 PR34
Claims (4)
- 【請求項１】酢酸鉛、ジルコニウムアセチルアセトナー
トおよびチタニウムテトライソプロポキシドを原料に含
み、ブトキシエタノールを溶媒とし、ジエタノールアミ
ンおよびポリエチレングリコールを添加した強誘電体膜
用原料溶液について、ジルコニウムとチタンのモル数の
和の４倍以上のモル数のジエタノールアミンを含むこと
を特徴とする強誘電体薄膜用原料溶液。 - 【請求項２】前記ポリエチレングリコールの分子量が４
００であることを特徴とする、請求項１記載の強誘電体
薄膜用原料溶液。 - 【請求項３】ブトキシエタノールとジエタノールアミン
を混ぜた溶液にチタニウムテトライソプロポキシドを滴
下して攪拌した溶液を得る工程、得られた溶液に酢酸鉛
とジルコニウムアセチルアセトナートを加えて溶液の沸
点以下の適切な温度で加熱しながら攪拌して均一化させ
た溶液を得る工程、および得られた溶液にポリエチレン
グリコールを滴下して攪拌した溶液を得る工程、により
作製されることを特徴とする請求項１又は２記載の強誘
電体薄膜用原料溶液。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の強誘電
体薄膜用原料溶液を基板上にスピンコートにより塗布す
る工程、および有機成分を脱離する工程を１回以上行な
って非晶質薄膜を作製し、熱処理工程により結晶化して
強誘電体薄膜を作製することを特徴とする強誘電体薄膜
の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019123A JP2001213624A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019123A JP2001213624A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001213624A true JP2001213624A (ja) | 2001-08-07 |
Family
ID=18545883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019123A Withdrawn JP2001213624A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001213624A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111516A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-04-27 | Seiko Epson Corp | 強誘電体薄膜形成用組成物及び強誘電体薄膜並びに液体噴射ヘッド |
| JP2007145657A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Seiko Epson Corp | 鉛含有複合酸化物形成用組成物及びその製造方法、強誘電体薄膜、圧電素子並びに液体噴射ヘッド |
| JP2008120644A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Seiko Epson Corp | 強誘電体膜形成用組成物及びその製造方法並びに強誘電体膜の製造方法 |
| JP2008168234A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Seiko Epson Corp | 使用済みコロイド溶液の再生方法 |
| US7527822B2 (en) * | 2003-06-30 | 2009-05-05 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric thin film formation composition, ferroelectric thin film and method of fabricating ferroelectric thin film |
| JP2013136502A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-07-11 | Mitsubishi Materials Corp | 強誘電体薄膜形成用組成物及びその薄膜の形成方法並びにその方法で形成された薄膜 |
-
2000
- 2000-01-27 JP JP2000019123A patent/JP2001213624A/ja not_active Withdrawn
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