JP2002265224A - Blt ferroelectric thin film, manufacturing method therefore and application liquid therefor - Google Patents

Blt ferroelectric thin film, manufacturing method therefore and application liquid therefor

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JP2002265224A JP2001067688A JP2001067688A JP2002265224A JP 2002265224 A JP2002265224 A JP 2002265224A JP 2001067688 A JP2001067688 A JP 2001067688A JP 2001067688 A JP2001067688 A JP 2001067688A JP 2002265224 A JP2002265224 A JP 2002265224A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concentrated application liquid having a high concentration which does not deteriorate electrical properties of BLT ferroelectric thin films. SOLUTION: The application liquid for forming the BLT ferroelectric thin film is prepared in such a manner that a solution including respective metal alkoxides of Bi, La and Ti as solutes in organic solvents is heated, at the same time, is vaporized under a reduced pressure and is concentrated until the total concentration of the metallic elements becomes 0.1-1.0 mol/L.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、Bi、Laおよ
びTiを含有してなるLa置換チタン酸ビスマス系、即
ちBLT系の強誘電体(Bi(4−x)yLa Ti
12)の薄膜作成技術に関する。
The present invention relates to the, Bi, La and comprising a Ti La-substituted bismuth titanate-based, i.e. BLT system ferroelectric (Bi (4-x) y La x y Ti
3 O 12 ).

【0002】[0002]

【従来の技術】 BLT系強誘電体は、P(蓄積電荷)
−E(電界)ヒステリシスの抗電界が小さくて低電界で
記憶させられること、昇温しても蓄積電荷が放電されに
くいこと、記憶と消去の繰り返しに対して疲労しづらい
こと等の多くの利点を持ち、さまざまが応用が期待され
ている材料である。
2. Description of the Related Art A BLT-based ferroelectric has a P (accumulated charge).
-E (electric field) Hysteresis has a small coercive electric field so that it can be stored in a low electric field, stored charges are not easily discharged even when the temperature rises, and it is hard to be fatigued by repeated storage and erasure. There are various materials that are expected to be applied.

【0003】そこで、BLT系強誘電体薄膜のさまざま
な製造方法が研究されており、中でも、基板に塗布液を
塗布して焼成することによって基板上にBLT系強誘電
体薄膜を成膜する方法が有力視されている。この場合、
Bi、LaおよびTiの各金属を含むアルコキシドを有
機溶媒に溶解させた溶液を塗布液とする。具体的には、
スピンコート等の方法で基板上に塗布液を塗布し、乾燥
し、仮焼成するサイクルを、所望厚のBLT系強誘電体
薄膜が得られるまで繰り返す。
Accordingly, various methods for producing a BLT-based ferroelectric thin film have been studied, and among them, a method of forming a BLT-based ferroelectric thin film on a substrate by applying a coating solution to the substrate and firing it. Is considered promising. in this case,
A solution in which an alkoxide containing each metal of Bi, La and Ti is dissolved in an organic solvent is used as a coating liquid. In particular,
The cycle of applying the coating solution on the substrate by a method such as spin coating, drying and pre-baking is repeated until a BLT-based ferroelectric thin film having a desired thickness is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 この場合、特に、B
iやLaのアルコキシドの溶解度が低く、塗布液中の金
属イオン濃度を上げることが難しい。このために所望厚
のBLT系強誘電体薄膜が得られるまでに必要とされる
サイクル数(塗布回数)が非常に大きく、成膜効率が低
い。
In this case, in particular, B
The solubility of the alkoxide of i or La is low, and it is difficult to increase the metal ion concentration in the coating solution. For this reason, the number of cycles (the number of coatings) required until a BLT-based ferroelectric thin film having a desired thickness is obtained is extremely large, and the film formation efficiency is low.

【0005】塗布液中の金属イオン濃度を上げるため
に、減圧蒸留して塗布液を濃縮する方法が提案されてい
るが(特開平10−258252号公報参照)、全金属
イオン濃度が0.1mol/L以上となるまで濃縮した
塗布液を用いると、成膜されたBLT系強誘電体薄膜の
リーク電流特性が不良となる現象が頻繁に発生する。こ
れは、濃縮の際に、微量かつ微小ながらも溶質成分が析
出し、その析出成分が塗布された薄膜中に含まれ、後の
乾燥および仮焼成段階で析出成分を核として異常粒成長
を起こし、このような部分での表面凹凸が激しくなるこ
とが原因と推測される。このような微少かつ微量の析出
成分は、フィルター処理しても除去しきれない。
In order to increase the concentration of metal ions in the coating solution, a method has been proposed in which the coating solution is concentrated by distillation under reduced pressure (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-258252). When a coating solution concentrated to / L or more is used, a phenomenon that the leak current characteristic of the formed BLT-based ferroelectric thin film becomes poor frequently occurs. This is because during the concentration, a very small and minute solute component precipitates, and the precipitate component is contained in the coated thin film, and in the subsequent drying and calcination stage, abnormal grain growth occurs with the precipitate component as a nucleus. It is presumed that the cause is that surface irregularities in such a portion become severe. Such minute and trace amounts of precipitated components cannot be completely removed even by filtering.

【0006】従って、塗布液を濃縮する場合にも、全金
属イオン濃度が0.1mol/Lとなるまで濃縮してし
まうと、異常粒成長して結晶性が低下し、電気的特性、
中でもリーク電流特性の劣化を引き起こしてしまう。現
在時点で利用可能な塗布液は、全金属イオン濃度が0.
1mol/Lよりも低い濃縮液であり、所望厚のBLT
系強誘電体薄膜が得られるまでに必要とされるサイクル
数(塗布回数)が依然として大きく、成膜効率が低い。
Therefore, even when the coating solution is concentrated, if the concentration of the total metal ions is reduced to 0.1 mol / L, abnormal grain growth occurs, the crystallinity is reduced, and the electrical characteristics and
Above all, deterioration of the leak current characteristic is caused. The currently available coating liquid has a total metal ion concentration of 0.1.
It is a concentrated solution of less than 1 mol / L and has a desired thickness of BLT.
The number of cycles (the number of applications) required until a ferroelectric thin film is obtained is still large, and the film formation efficiency is low.

【0007】そこで、本発明は、かかる塗布液の金属イ
オン濃度をさらに上げることができる技術を実現すべく
開発されたものであり、この技術によると、得られるB
LT系強誘電体薄膜の電気的特性を劣化させることのな
い高濃度の濃縮塗布液が得られ、塗布回数を少なくする
ことができる。
Accordingly, the present invention has been developed to realize a technique capable of further increasing the metal ion concentration of such a coating solution.
It is possible to obtain a concentrated coating solution having a high concentration without deteriorating the electrical characteristics of the LT-based ferroelectric thin film, and to reduce the number of times of application.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明で実現された濃縮液は、Bi、LaおよびTiを含
有してなるLa置換チタン酸ビスマス系強誘電体薄膜を
形成するための塗布液であり、有機溶媒中にBi、La
およびTiの各金属アルコキシドを溶質として含む溶液
を加熱しながら減圧蒸留して濃縮したものであり、これ
ら金属元素の合計濃度を0.1〜1.0mol/Lまで
濃縮したものである。ここで、好ましい有機溶媒として
は、アルコール系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、ケト
ン系有機溶媒等が挙げられる。例えば、アルコール系有
機溶媒として、メタノール、エトキシメタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコー
ル、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、
エチレングリコールモノメチルエーテル(2-メトキシエ
タノール)、エチレングリコールモノアセトエステル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノ
エチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテー
ト、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、メト
キシブタノール等が挙げられる。また、エーテル系有機
溶媒として、メチラール、ジエチルエーテル、ジプロピ
ルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジ
エチルアセタール、ジヘキシルエーテル、トリオキサ
ン、ジオキサン等が挙げられる。また、ケトン系有機溶
媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケ
トン、メチルシクロヘキシルケトン、ジエチルケトン、
エチルブチルケトン、トリメチルノナノン、アセトニト
リルアセトン、ジメチルオキシド、ホロン、シクロヘキ
サノン、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。これ
ら有機溶媒の中でアルコール系有機溶媒が特に好まし
い。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention A concentrated solution realized by the present invention is used for forming a La-substituted bismuth titanate-based ferroelectric thin film containing Bi, La and Ti. It is a coating solution and contains Bi and La in an organic solvent.
And a solution containing the respective metal alkoxides of Ti and Ti as a solute is concentrated by distillation under reduced pressure while heating. The total concentration of these metal elements is concentrated to 0.1 to 1.0 mol / L. Here, preferred organic solvents include alcohol-based organic solvents, ether-based organic solvents, ketone-based organic solvents, and the like. For example, as an alcohol organic solvent, methanol, ethoxymethanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, cyclohexanol, methylcyclohexanol,
Ethylene glycol monomethyl ether (2-methoxyethanol), ethylene glycol monoacetoester,
Examples thereof include diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoethyl ether, and methoxybutanol. Examples of ether organic solvents include methylal, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, diethyl acetal, dihexyl ether, trioxane, and dioxane. Further, as a ketone organic solvent, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, diethyl ketone,
Ethyl butyl ketone, trimethyl nonanone, acetonitrile acetone, dimethyl oxide, holon, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like can be mentioned. Among these organic solvents, alcohol-based organic solvents are particularly preferred.

【0009】塗布液はスピンコート法等で塗布される
が、多くは常温で実施される。このために、塗布液は常
温で析出せず、常温で使用できることが求められる。こ
のために減圧蒸留して塗布液を濃縮する工程も常温で実
行されている(特開平10−258252号公報参
照)。塗布液を加熱して析出しづらい状態で濃縮して
も、その後に常温で使用させるときに析出していては無
意味であるために、使用温度で析出しない範囲内で濃縮
するために使用温度で濃縮している。
The coating solution is applied by a spin coating method or the like, but is usually carried out at room temperature. For this reason, it is required that the coating solution does not precipitate at room temperature and can be used at room temperature. For this purpose, a step of concentrating the coating solution by distillation under reduced pressure is also performed at room temperature (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-258252). Even if the coating solution is heated and concentrated in a state where it is difficult to precipitate, since it is meaningless if it is precipitated when used at room temperature thereafter, it must be used within a temperature range that does not precipitate at the operating temperature. Concentrated.

【0010】本発明者らは鋭意研究した結果、塗布液を
加熱して析出しづらい状態で濃縮しても、その後に常温
で使用されるときに析出してしまえば無意味であるため
に、使用温度で濃縮するという従来の認識が事実に反し
ており、実際には、塗布液を加熱して析出しづらい状態
で濃縮すると、その後に常温に冷却されても析出せず、
この濃縮液を塗布して焼成すると、強誘電体薄膜の電気
特性を劣化させないことを見出した。この知見に基づい
て、濃縮度を高めることに成功した。即ち、所定の有機
溶媒及び金属アルコキシドを使用するとともに加熱して
析出しづらい状態で、塗布液に含まれるBi、Laおよ
びTi金属元素の合計濃度が0.1〜1.0mol/L
となるまで濃縮すると、その後に冷却されても析出せ
ず、その塗布液を用いて焼成した強誘電体薄膜の電気特
性は良好に維持されることを確認した。
The present inventors have conducted intensive studies and have found that even if the coating solution is heated and concentrated in a state where it is difficult to precipitate, it is meaningless if it is subsequently precipitated when used at room temperature. Conventional recognition that concentration at the use temperature is contrary to the fact, in fact, if the coating solution is heated and concentrated in a state where it is difficult to precipitate, then it does not precipitate even when cooled to room temperature,
It has been found that when this concentrated solution is applied and fired, the electrical characteristics of the ferroelectric thin film are not deteriorated. Based on this finding, we succeeded in increasing the enrichment. That is, the total concentration of Bi, La and Ti metal elements contained in the coating solution is 0.1 to 1.0 mol / L while using a predetermined organic solvent and metal alkoxide and hardly depositing by heating.
When the solution was concentrated until, the precipitate did not precipitate even when cooled thereafter, and it was confirmed that the electric characteristics of the ferroelectric thin film baked using the coating solution were maintained well.

【0011】特に、有機溶媒(好ましくはアルコール系
有機溶媒)を沸点が50℃以上のものの中から選択し、
かつ、40℃以上の温度であって当該選択した有機溶媒
の沸点(標準沸点)より少なくとも10℃低い温度条件
で減圧蒸留して濃縮された塗布液を調製することが好ま
しい。特に、100℃以上の沸点の有機溶媒(2-メトキ
シエタノール、2-エトキシエタノール等)が好ましく、
減圧蒸留の温度条件が50℃以上(特に好ましくは80
℃以上)とするのが好ましい。
Particularly, an organic solvent (preferably an alcoholic organic solvent) is selected from those having a boiling point of 50 ° C. or higher,
Further, it is preferable to prepare a concentrated coating solution by distillation under reduced pressure at a temperature of 40 ° C. or higher and at least 10 ° C. lower than the boiling point (standard boiling point) of the selected organic solvent. In particular, organic solvents having a boiling point of 100 ° C. or higher (such as 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol) are preferable.
The temperature condition of the distillation under reduced pressure is 50 ° C. or more (particularly preferably 80 ° C.).
C. or higher).

【0012】また、本発明によって高濃度に濃縮し得る
好ましい塗布液は、Bi、LaおよびTiの金属イオン
濃度比(Bi:La:Ti)が(4−x)y:xy:3
であり、ここでxは0.2≦x≦1.0の範囲となり、
かつ、yは0.9≦y≦1.1の範囲となる塗布液であ
る。従って、上記減圧蒸留に供する溶液の調製に際して
は、Bi、LaおよびTiの各金属アルコキシドを上記
金属イオン濃度比となるような適切な配合比で、所定の
有機溶媒(好ましくはアルコール系有機溶媒)に添加す
ることが好ましい。ここで使用される金属アルコキシド
としては、典型的には一般式「M(OR) x:式中のM
はBi、La又はTi、xはMの原子価、Rはアルキル
基」で表されるものであるが、R部分が低級アルキル
(例えばC25、C37、C49、C 511)であるも
のが好ましい。また、使用する金属アルコキシドとして
は、Bi、LaおよびTiをそれぞれ単独の構成金属元
素とする各種のアルコキシドが挙げられるが、そのよう
な金属アルコキシドが2種以上複合して成る複合金属ア
ルコキシドを使用してもよい。
Further, the present invention can be concentrated to a high concentration.
Preferred coating solutions are metal ions of Bi, La and Ti
The concentration ratio (Bi: La: Ti) is (4-x) y: xy: 3
Where x is in the range of 0.2 ≦ x ≦ 1.0,
And y is a coating liquid in the range of 0.9 ≦ y ≦ 1.1.
You. Therefore, when preparing the solution to be subjected to the above-mentioned vacuum distillation,
Is a metal alkoxide of Bi, La and Ti
At an appropriate compounding ratio to achieve the metal ion concentration ratio,
Add to organic solvent (preferably alcoholic organic solvent)
Preferably. Metal alkoxide used here
Is typically represented by the general formula “M (OR) x: M in the formula
Is Bi, La or Ti, x is M valence, R is alkyl
Wherein the R moiety is lower alkyl
(Eg CTwoHFive, CThreeH7, CFourH9, C FiveH11)
Is preferred. Also, as the metal alkoxide used
Means that Bi, La and Ti are each a single constituent metal element
And various alkoxides,
Metal complex comprising two or more complex metal alkoxides
Lucoxide may be used.

【0013】また、これら金属アルコキシドを有機溶媒
に添加する方法は特に限定されない。使用する各金属ア
ルコキシドを各々別個に或いは同時に所定の有機溶媒中
に滴下するとよい。滴下・混合後は、使用した有機溶媒
の沸点に近い高温条件下で還流させ、溶質を完全に溶解
させるとよい。なお、かかる還流処理は、窒素ガス等の
不活性ガス流中で行うことが好ましい。また、金属アル
コキシドを溶質として含む溶液には上記有機溶媒の他
に、金属アルコキシドの加水分解を促進するために若干
量の水や触媒を含有させることができる。
The method of adding these metal alkoxides to an organic solvent is not particularly limited. The metal alkoxides to be used may be individually or simultaneously dropped in a predetermined organic solvent. After the dropping and mixing, it is preferable to reflux under a high temperature condition close to the boiling point of the used organic solvent to completely dissolve the solute. The reflux treatment is preferably performed in a flow of an inert gas such as nitrogen gas. The solution containing the metal alkoxide as a solute may contain a small amount of water or a catalyst in addition to the organic solvent in order to promote hydrolysis of the metal alkoxide.

【0014】また、減圧蒸留前の溶液(濃縮前液)の濃
度であるが、本発明の実施にあたって最終的に得られる
濃縮液(本発明の塗布液)のBi、LaおよびTiの合
計濃度を0.1〜1.0mol/Lとする場合には、濃
縮前液においてBi、LaおよびTiの合計濃度を濃縮
液における濃度の5分の1〜10分の1、典型的には
0.01〜0.1mol/Lとしておくのが好ましい。
この濃度を0.05〜0.08mol/Lとしておくの
が特に好ましい。
The concentration of the solution before concentration under reduced pressure (solution before concentration) is the total concentration of Bi, La and Ti in the concentrated solution (coating solution of the invention) finally obtained in the practice of the present invention. When the concentration is 0.1 to 1.0 mol / L, the total concentration of Bi, La, and Ti in the pre-concentration liquid is 1/5 to 1/10 of the concentration in the concentrated liquid, typically 0.01. It is preferable to set to 0.1 mol / L.
It is particularly preferable to set this concentration to 0.05 to 0.08 mol / L.

【0015】以上に本発明の塗布液の好適な実施形態を
説明したが、この説明から把握されるように、本発明
は、他の一側面として、本発明の塗布液を製造する方法
を提供する。すなわち、本発明のLa置換チタン酸ビス
マス系強誘電体薄膜形成用塗布液の製造方法は、有機溶
媒(好ましくはアルコール系有機溶媒)中にBi、La
およびTiの各金属アルコキシドを溶質として含む溶液
を加熱しながら減圧蒸留して、これら金属元素の合計濃
度を0.1〜1.0mol/Lまで濃縮することを特徴
とする方法である。また、本発明の塗布液製造方法とし
て好ましいものは、前記有機溶媒(好ましくはアルコー
ル系有機溶媒)は沸点が50℃以上のものの中から選択
されており、前記減圧蒸留は、40℃以上の温度であっ
て前記選択された有機溶媒の沸点より少なくとも10℃
低い温度条件で行われることを特徴とする方法である。
その方法として特に好ましいものは、100℃以上の沸
点の有機溶媒を使用し、及び/又は、減圧蒸留の温度条
件を50℃以上(特に好ましくは80℃以上)とする方
法である。また、本発明の塗布液製造方法として好まし
い他の方法は、濃縮前の溶液におけるBi、Laおよび
Tiの合計濃度を0.01〜0.1mol/L(特に好
ましくは0.05〜0.08mol/L)としておく方
法である。その他の好ましい製造方法は、上述した好適
な原料や条件を適宜採用した方法である。
The preferred embodiment of the coating solution of the present invention has been described above. As will be understood from this description, the present invention provides, as another aspect, a method for producing the coating solution of the present invention. I do. That is, the method for producing a coating liquid for forming a La-substituted bismuth titanate-based ferroelectric thin film of the present invention comprises the steps of preparing Bi, La in an organic solvent (preferably an alcohol-based organic solvent).
And a solution containing each metal alkoxide of Ti and Ti as a solute is distilled under reduced pressure while heating to concentrate the total concentration of these metal elements to 0.1 to 1.0 mol / L. Further, as a preferable method for producing a coating solution of the present invention, the organic solvent (preferably an alcohol-based organic solvent) is selected from those having a boiling point of 50 ° C. or higher, and the vacuum distillation is performed at a temperature of 40 ° C. or higher. At least 10 ° C. below the boiling point of the selected organic solvent
This method is performed under low temperature conditions.
Particularly preferred as the method is a method in which an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is used and / or the temperature condition of the vacuum distillation is 50 ° C. or higher (particularly preferably 80 ° C. or higher). Another preferred method for producing a coating liquid of the present invention is to adjust the total concentration of Bi, La and Ti in the solution before concentration to 0.01 to 0.1 mol / L (particularly preferably 0.05 to 0.08 mol). / L). Another preferable production method is a method in which the above-mentioned suitable raw materials and conditions are appropriately adopted.

【0016】次に、本発明の塗布液を使用して得られる
BLT系強誘電体薄膜及びその作製方法について説明す
る。本発明によって提供されるBLT系強誘電体薄膜
は、上述した本発明の塗布膜から形成されていることで
特徴付けられる膜である。従って、本発明に係るBLT
系強誘電体薄膜は、上記本発明の塗布液を基板に塗布し
て焼成することによって得られる。好ましいBLT系強
誘電体薄膜は、上記した何れかの構成の本発明の塗布液
を基板に塗布して焼成したBLT系強誘電体薄膜であ
り、Bi、LaおよびTiの金属イオン濃度比が(4−
x)y:xy:3であり、0.2≦x≦1.0であり、
かつ、0.9≦y≦1.1であることを特徴とする。な
お、本発明の塗布液を種々の一般的な基板素材に塗布す
る方法ならびに焼成する方法は特に限定されるものでは
なく従来公知の種々の方法が採用される。従って、BL
T系強誘電体薄膜の作製方法は特に限定されないが、B
i、LaおよびTiの金属イオン濃度が従来よりも高濃
度であるという本発明の塗布液の特徴を鑑みると、上記
した何れかの構成の本発明の塗布液を基板に塗布して仮
焼成するサイクルを複数回繰り返して所定膜厚にまで積
層し、所定膜厚にまで積層された後に本焼成してBLT
系強誘電体薄膜を作製する方法が好ましい。この場合、
塗布液の金属イオン濃度が高く、サイクル数がすなくて
すむ。
Next, a BLT-based ferroelectric thin film obtained by using the coating solution of the present invention and a method for producing the same will be described. The BLT-based ferroelectric thin film provided by the present invention is a film characterized by being formed from the above-described coating film of the present invention. Therefore, the BLT according to the present invention
The ferroelectric thin film can be obtained by applying the coating solution of the present invention to a substrate and baking it. A preferred BLT-based ferroelectric thin film is a BLT-based ferroelectric thin film obtained by applying the coating solution of the present invention having any one of the above-mentioned constitutions to a substrate and firing the same, wherein the metal ion concentration ratio of Bi, La and Ti is ( 4-
x) y: xy: 3, 0.2 ≦ x ≦ 1.0,
In addition, it is characterized in that 0.9 ≦ y ≦ 1.1. The method of applying the coating liquid of the present invention to various general substrate materials and the method of baking are not particularly limited, and various conventionally known methods are employed. Therefore, BL
The method for producing the T-based ferroelectric thin film is not particularly limited.
In view of the feature of the coating liquid of the present invention that the metal ion concentration of i, La and Ti is higher than before, the coating liquid of the present invention having any one of the above structures is applied to a substrate and pre-baked. The cycle is repeated a plurality of times to stack the layers to a predetermined thickness, and after the layers are stacked to the predetermined thickness, the main firing is performed and BLT is performed.
A method of producing a ferroelectric thin film is preferred. in this case,
The coating solution has a high metal ion concentration and does not require a large number of cycles.

【0017】[0017]

【実施例】 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に
説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The present invention is not limited to these examples.

【0018】(実施例1) チタンイソプロポキシド(T
i(OC)をメトキシエタノールに滴下・攪
拌することにより溶解して溶液を作製した。この溶液
に、ビスマスエトキシド(Bi(OC)をメト
キシエタノールに入れて攪拌した溶液を混合し、窒素気
流中にて124℃で1時間の還流を行なった。この後、
室温まで放置徐冷した。また、ランタンイソプロポキシ
ド(La(OC)をメトキシエタノールに滴下
・撹拌した溶液を、窒素気流中にて124℃で1時間の
還流を行ない、この後室温まで放置徐冷した。このよう
にして作製したビスマスエトキシド−チタンプロポキシ
ド溶液とランタンプロポキシド溶液とを混合し、窒素気
流中にて室温で1時間撹拌し、さらに80℃に加熱しな
がら1時間加熱処理を行った。この溶液を室温まで放置
徐冷して、Bi:La:Ti=3.25:0.75:3
の組成比で、溶液中の全金属イオンの濃度が0.07m
ol/Lのゾルゲル原溶液1を作製した。このゾルゲル
原溶液1をさらに減圧下において80℃に加熱して溶媒
を適当量除去することにより、溶液中の全金属イオンの
濃度が0.56mol/Lのゾルゲル溶液2を作製し
た。このゾルゲル溶液2を用いて、スピンコート・乾燥
・仮焼・本焼のプロセスによりLa置換チタン酸ビスマ
ス薄膜を作製した。基板にはシリコンウエハを用い、表
面に熱酸化膜を0.8μm形成し、その上にTi薄膜を
5nmスパッタ法で積層し、さらにその上にPt薄膜を
200nmスパッタ法により積層して形成したものを用
いた。この基板上にゾルゲル溶液2を適量滴下した後、
1000rpmで3秒間、ついで3000rpmで30
秒間の回転でコーティングし、次いで200℃で10秒
の乾燥、さらに350℃で10分間の仮焼を行なった。
この操作を2回繰り返した後、酸素気流中にて750℃
で10分間の本焼による結晶化を行なった。ここまでの
工程を2回繰り返して約0.2μmの膜厚のLa置換チ
タン酸ビスマス薄膜を形成した。
Example 1 Titanium isopropoxide (T
i (OC 3 H 7 ) 4 ) was dissolved in methoxyethanol by dropping and stirring to prepare a solution. To this solution, a solution obtained by stirring bismuth ethoxide (Bi (OC 2 H 5 ) 3 ) in methoxyethanol was mixed, and refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream. After this,
It was left to cool slowly to room temperature. Further, a solution obtained by dropping and stirring lanthanum isopropoxide (La (OC 3 H 7 ) 3 ) in methoxyethanol was refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream, and then left to cool slowly to room temperature. . The bismuth ethoxide-titanium propoxide solution thus prepared and the lanthanum propoxide solution were mixed, stirred for 1 hour at room temperature in a nitrogen stream, and further heated for 1 hour while heating to 80 ° C. . The solution was left to cool slowly to room temperature, and Bi: La: Ti = 3.25: 0.75: 3
With the composition ratio, the concentration of all metal ions in the solution is 0.07 m
ol / L sol-gel stock solution 1 was prepared. The sol-gel stock solution 1 was further heated to 80 ° C. under reduced pressure to remove an appropriate amount of the solvent, thereby preparing a sol-gel solution 2 in which the concentration of all metal ions in the solution was 0.56 mol / L. Using this sol-gel solution 2, a La-substituted bismuth titanate thin film was prepared by a process of spin coating, drying, calcining, and firing. Using a silicon wafer as the substrate, a thermal oxide film is formed on the surface at a thickness of 0.8 μm, a Ti thin film is stacked thereon by 5 nm sputtering, and a Pt thin film is further stacked thereon by 200 nm sputtering. Was used. After dropping an appropriate amount of the sol-gel solution 2 on this substrate,
3 seconds at 1000 rpm, then 30 at 3000 rpm
Coating was performed by rotation for 2 seconds, followed by drying at 200 ° C. for 10 seconds and further calcination at 350 ° C. for 10 minutes.
After repeating this operation twice, 750 ° C. in an oxygen stream
For 10 minutes to perform crystallization by firing. By repeating the above steps twice, a La-substituted bismuth titanate thin film having a thickness of about 0.2 μm was formed.

【0019】(比較例1) 実施例1に示した方法によ
りゾルゲル原溶液1を作製後、このゾルゲル原溶液1を室
温で減圧して溶媒を適当量除去することにより、溶液中
の全金属イオンの濃度が0.56mol/Lのゾルゲル
比較液3を作製した。このようにして作製したゾルゲル
比較液3を用いてスピンコート・乾燥・仮焼・本焼のプ
ロセスによりLa置換チタン酸ビスマス薄膜を作製し
た。La置換チタン酸ビスマス薄膜の形成方法は実施例
1の場合と同様である。
(Comparative Example 1) After preparing a sol-gel stock solution 1 by the method shown in Example 1, the sol-gel stock solution 1 was depressurized at room temperature to remove an appropriate amount of the solvent, whereby all metal ions in the solution were removed. A sol-gel comparative solution 3 having a concentration of 0.56 mol / L was prepared. A La-substituted bismuth titanate thin film was prepared by spin-coating, drying, calcining, and firing using the sol-gel comparative solution 3 thus prepared. The method of forming the La-substituted bismuth titanate thin film is the same as that of the first embodiment.

【0020】(実鹿例1と比較例1との比較) 実施例1と
比較例1とで各々作製されたLa置換チタン酸ビスマス
薄膜のX線回折チャートを図1に示した。比較例1に対し
て実施例1では強い回折強度が得られている。実施例1と
比較例1とで各々作製されたLa置換チタン酸ビスマス
薄膜のリーク電流特性を図2に示した。各々のLa置換
チタン酸ビスマス薄膜に対して直径200μmの孔が形
成されたメタルマスクを密着させてPt薄膜を0.1μ
mの厚さとなるように電子線蒸着法により堆積し、これ
により形成されたPt薄膜のドットを上部電極とし、ま
た各々のLa置換チタン酸ビスマス薄膜の基板側に予め
形成されていたPt薄膜を下部電極として、この両電極
間に電圧を印加して測定を行なった。比較例1に対して
実施例1ではリーク電流特性が改善され、電流量が数桁
に及んで減少していることが示されている。
(Comparison between Mika Example 1 and Comparative Example 1) X-ray diffraction charts of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. In Example 1, a stronger diffraction intensity was obtained than in Comparative Example 1. FIG. 2 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 1 and Comparative Example 1, respectively. A metal mask having a hole having a diameter of 200 μm was brought into close contact with each of the La-substituted bismuth titanate thin films to form a Pt thin film of 0.1 μm.
The thickness of the Pt thin film formed on the substrate side of each of the La-substituted bismuth titanate thin films is determined by depositing the Pt thin film thus formed on the substrate side with the dots of the Pt thin film thus formed as an upper electrode. As a lower electrode, measurement was performed by applying a voltage between the two electrodes. In comparison with Comparative Example 1, Example 1 shows that the leakage current characteristics are improved and the amount of current is reduced by several orders of magnitude.

【0021】(実施例2) チタンイソプロポキシド
(Ti(OC)をメトキシエタノールに滴下・
攪拌することにより溶解して溶液を作製した。この溶液
に、ビスマスエトキシド(Bi(OC)をメト
キシエタノールに入れて攪拌した溶液を混合し、窒素気
流中にて124℃で1時間の還流を行なった。この後、
室温まで放置徐冷した。また、ランタンイソプロポキシ
ド(La(OC)をメトキシエタノールに滴下
・撹拌した溶液を、窒素気流中にて124℃で1時間の
還流を行ない、この後室温まで放置徐冷した。このよう
にして作製したビスマスエトキシド−チタンプロポキシ
ド溶液とランタンプロポキシド溶液とを混合し、窒素気
流中にて室温で1時間撹拌し、さらに80℃に加熱しな
がら1時間加熱処理を行った。この溶液を室温まで放置
徐冷して、Bi:La:Ti=3.3:1.1:3の組
成比で、溶液中の全金属イオンの濃度が0.07mol
/Lのゾルゲル原溶液4を作製した。ここで、加水分解
を促進するためにメトキシエタノール20mlに純水
0.02mlを加えた溶液をこのゾルゲル溶液に滴下し
た後、このゾルゲル原溶液4をさらに減圧下において6
0℃に加熱して溶媒を適当量除去することにより、溶液
中の全金属イオンの濃度が0.42mol/Lのゾルゲ
ル溶液5を作製した。このゾルゲル溶液5を用いて、ス
ピンコート・乾燥・仮焼・本焼のプロセスによってLa
置換チタン酸ビスマス薄膜を作製した。基板には実施例
1において作製したものと同じ方法で作成したものを用
いた。この基板上にゾルゲル溶液5を適量滴下の後、1
000rpmで3秒間、ついで3000rpmで30秒
間の回転でコーティングし、次いで200℃で10秒の
乾燥、さらに350℃で10分間の仮焼を行なった。こ
の操作を2回繰り返した後、酸素気流中にて750℃で
10分間の本焼による結晶化を行なった。ここまでの工
程を3回繰り返して約0.2μmの膜厚のLa置換チタ
ン酸ビスマス薄膜を形成した。
Example 2 Titanium isopropoxide
(Ti (OC 3 H 7 ) 4 ) is dropped into methoxyethanol.
The solution was dissolved by stirring to prepare a solution. To this solution, a solution obtained by stirring bismuth ethoxide (Bi (OC 2 H 5 ) 3 ) in methoxyethanol was mixed, and refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream. After this,
It was left to cool slowly to room temperature. Further, a solution obtained by dropping and stirring lanthanum isopropoxide (La (OC 3 H 7 ) 3 ) in methoxyethanol was refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream, and then left to cool slowly to room temperature. . The bismuth ethoxide-titanium propoxide solution thus prepared and the lanthanum propoxide solution were mixed, stirred for 1 hour at room temperature in a nitrogen stream, and further heated for 1 hour while heating to 80 ° C. . The solution was left to cool slowly to room temperature, and the concentration of all metal ions in the solution was 0.07 mol at a composition ratio of Bi: La: Ti = 3.3: 1.1: 3.
/ L sol-gel stock solution 4 was prepared. Here, in order to promote hydrolysis, a solution obtained by adding 0.02 ml of pure water to 20 ml of methoxyethanol was dropped into the sol-gel solution, and the sol-gel stock solution 4 was further reduced under reduced pressure to 6
By heating to 0 ° C. and removing an appropriate amount of the solvent, a sol-gel solution 5 in which the concentration of all metal ions in the solution was 0.42 mol / L was prepared. Using this sol-gel solution 5, La is spin-coated, dried, calcined, and fired to produce La.
A substituted bismuth titanate thin film was prepared. Example for substrate
The one prepared by the same method as that prepared in 1 was used. After dropping an appropriate amount of the sol-gel solution 5 on this substrate, 1
The coating was performed by spinning at 3,000 rpm for 3 seconds and then at 3,000 rpm for 30 seconds, followed by drying at 200 ° C. for 10 seconds and further calcination at 350 ° C. for 10 minutes. After repeating this operation twice, crystallization was performed by firing at 750 ° C. for 10 minutes in an oxygen stream. The above steps were repeated three times to form a La-substituted bismuth titanate thin film having a thickness of about 0.2 μm.

【0022】(比較例2) 実施例2に示した方法によ
りゾルゲル原溶液4を作製後、このゾルゲル原溶液4を
室温で減圧して溶媒を適当量除去することにより、溶液
中の全金属イオンの濃度が0.42mol/Lのゾルゲ
ル比較液6を作製した。このようにして作製したゾルゲ
ル比較液6を用いてスピンコート・乾燥・仮焼・本焼の
プロセスによりLa置換チタン酸ビスマス薄膜を作製し
た。La置換チタン酸ビスマス薄膜の形成方法は実施例
2の場合と同様である。
(Comparative Example 2) After preparing a sol-gel stock solution 4 by the method shown in Example 2, the sol-gel stock solution 4 was depressurized at room temperature to remove an appropriate amount of the solvent, thereby obtaining all metal ions in the solution. A sol-gel comparative solution 6 having a concentration of 0.42 mol / L was prepared. Using the sol-gel comparative liquid 6 thus prepared, a La-substituted bismuth titanate thin film was prepared by a process of spin coating, drying, calcining, and firing. The method of forming the La-substituted bismuth titanate thin film is the same as that of the second embodiment.

【0023】(実施例2と比較例2との比較) 実施例2
と比較例2とで各々作製されたLa置換チタン酸ビスマ
ス薄膜のX線回折チャートを図3に示した。比較例2に
対して実施例2では強い回折強度が得られている。実施
例2と比較例2とで各々作製されたLa置換チタン酸ビ
スマス薄膜のリーク電流特性を図4に示した。測定方法
は、実施例1と比較例1の場合と同じである。比較例2
に対して実施例2ではリーク電流特性が改善され、電流
量が数桁に及んで減少していることが示されている。
(Comparison between Example 2 and Comparative Example 2) Example 2
FIG. 3 shows an X-ray diffraction chart of the La-substituted bismuth titanate thin films prepared in Comparative Example 2 and Comparative Example 2, respectively. In Example 2, a stronger diffraction intensity was obtained than in Comparative Example 2. FIG. 4 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 2 and Comparative Example 2, respectively. The measuring method is the same as in the case of Example 1 and Comparative Example 1. Comparative Example 2
On the other hand, in Example 2, it is shown that the leakage current characteristic is improved and the amount of current is reduced by several orders of magnitude.

【0024】(実施例3) チタンイソプロポキシド
(Ti(OC)をメトキシエタノールに滴下・
攪拌することにより溶解して溶液を作製した。この溶液
に、ビスマスエトキシド(Bi(OC)をメト
キシエタノールに入れて攪拌した溶液を混合し、窒素気
流中にて124℃で1時間の還流を行なった。この後、
室温まで放置徐冷した。また、ランタンイソプロポキシ
ド(La(OC)をメトキシエタノールに滴下
・撹拌した溶液を、窒素気流中にて124℃で1時間の
還流を行ない、この後室温まで放置徐冷した。このよう
にして作製したビスマスエトキシド−チタンプロポキシ
ド溶液とランタンプロポキシド溶液とを混合し、窒素気
流中にて室温で1時間撹拌し、さらに80℃に加熱しな
がら1時間加熱した。この溶液を室温まで放置徐冷し
て、Bi:La:Ti=3.42:1.8:3の組成比
で、溶液中の全金属イオンの濃度が0.07mol/L
のゾルゲル原溶液7を作製した。ここで、加水分解を促
進するためにメトキシエタノール20mlに純水0.0
2mlを加えた溶液をこのゾルゲル溶液に滴下した後、
このゾルゲル原溶液7をさらに減圧下において60℃に
加熱して溶媒を適当量除去することにより、溶液中の全
金属イオンの濃度が0.42mol/Lのゾルゲル溶液
8を作製した。このゾルゲル溶液8を用いて、スピンコ
ート・乾燥・仮焼・本焼のプロセスによってLa置換チ
タン酸ビスマス薄膜を作製した。基板には実施例1にお
いて作製したものと同じ方法で作製したものを用いた。
この基板上にゾルゲル溶液8を適量滴下の後、1000
rpmで3秒間、ついで3000rpmで30秒間の回
転でコーティングし、次いで200℃で10秒の乾燥、
さらに350℃で10分間の仮焼を行なった。この操作
を2回繰り返した後、酸素気流中にて750℃で10分
間の本焼による結晶化を行なった。ここまでの工程を3
回繰り返して約0.2μmの膜厚のLa置換チタン酸ビ
スマス薄膜を形成した。
Example 3 Titanium isopropoxide
(Ti (OC 3 H 7 ) 4 ) is dropped into methoxyethanol.
The solution was dissolved by stirring to prepare a solution. To this solution, a solution obtained by stirring bismuth ethoxide (Bi (OC 2 H 5 ) 3 ) in methoxyethanol was mixed, and refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream. After this,
It was left to cool slowly to room temperature. Further, a solution obtained by dropping and stirring lanthanum isopropoxide (La (OC 3 H 7 ) 3 ) in methoxyethanol was refluxed at 124 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream, and then left to cool slowly to room temperature. . The bismuth ethoxide-titanium propoxide solution and the lanthanum propoxide solution thus prepared were mixed, stirred at room temperature for 1 hour in a nitrogen stream, and further heated at 80 ° C. for 1 hour. The solution was left to cool slowly to room temperature, and the concentration of all metal ions in the solution was 0.07 mol / L at a composition ratio of Bi: La: Ti = 3.42: 1.8: 3.
A sol-gel stock solution 7 was prepared. Here, 20 ml of methoxyethanol was added to 0.0 ml of pure water to promote hydrolysis.
After adding 2 ml of the solution dropwise to the sol-gel solution,
The sol-gel stock solution 7 was further heated to 60 ° C. under reduced pressure to remove an appropriate amount of the solvent, thereby preparing a sol-gel solution 8 in which the concentration of all metal ions in the solution was 0.42 mol / L. Using this sol-gel solution 8, a La-substituted bismuth titanate thin film was prepared by spin coating, drying, calcining, and firing processes. A substrate manufactured by the same method as that manufactured in Example 1 was used.
After dropping an appropriate amount of the sol-gel solution 8 on this substrate, 1000
coating for 3 seconds at rpm, then 30 seconds at 3000 rpm, then drying at 200 ° C. for 10 seconds,
Further, calcination was performed at 350 ° C. for 10 minutes. After repeating this operation twice, crystallization was performed by firing at 750 ° C. for 10 minutes in an oxygen stream. The process up to this point is 3
This was repeated twice to form a La-substituted bismuth titanate thin film having a thickness of about 0.2 μm.

【0025】(比較例3) 実施例3に示した方法によ
りゾルゲル原溶液7を作製後、このゾルゲル原溶液7を
室温で減圧して溶媒を適当量除去することにより、溶液
中の全金属イオンの濃度が0.42mol/Lのゾルゲ
ル比較液9を作製した。このようにして作製したゾルゲ
ル比較液9を用いてスピンコート・乾燥・仮焼・本焼の
プロセスによりLa置換チタン酸ビスマス薄膜を作製し
た。La置換チタン酸ビスマス薄膜の形成方法は実施例
3の場合と同様である。
Comparative Example 3 After preparing a sol-gel stock solution 7 by the method shown in Example 3, the sol-gel stock solution 7 was depressurized at room temperature to remove an appropriate amount of the solvent, whereby all metal ions in the solution were removed. A sol-gel comparative solution 9 having a concentration of 0.42 mol / L was prepared. Using the sol-gel comparative liquid 9 thus prepared, a La-substituted bismuth titanate thin film was prepared by a process of spin coating, drying, calcining, and firing. The method of forming the La-substituted bismuth titanate thin film is the same as that of the third embodiment.

【0026】(実施例3と比較例3との比較) 実施例3
と比較例3とで各々作製されたLa置換チタン酸ビスマ
ス薄膜のX線回折チャートを図5に示した。比較例3に
対して実施例3では強い回折強度が得られている。実施
例3と比較例3とで各々作製されたLa置換チタン酸ビ
スマス薄膜のリーク電流特性を図6に示した。測定方法
は、実施例1と比較例1の場合と同じである。比較例3
に対して実施例3ではリーク電流特性が改善され、電流
量が数桁に及んで減少していることが示されている。
(Comparison between Example 3 and Comparative Example 3) Example 3
FIG. 5 shows an X-ray diffraction chart of the La-substituted bismuth titanate thin films prepared in Comparative Example 3 and Comparative Example 3, respectively. In Example 3, as compared with Comparative Example 3, a higher diffraction intensity was obtained. FIG. 6 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 3 and Comparative Example 3, respectively. The measuring method is the same as in the case of Example 1 and Comparative Example 1. Comparative Example 3
On the other hand, in Example 3, it is shown that the leakage current characteristics are improved and the amount of current is reduced by several orders of magnitude.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の塗布液(濃縮液)により形成したLa置換チタン
酸ビスマス強誘電薄膜は、結晶性が改善され、またリー
ク電流特性も大きく改善される。このように本発明によ
ると、La置換チタン酸ビスマス強誘電体薄膜の微細構
造、ひいてはその電気的特性を大幅に改善できる。
As is clear from the above examples, the La-substituted bismuth titanate ferroelectric thin film formed by the coating solution (concentrated solution) of the present invention has improved crystallinity and large leakage current characteristics. Be improved. As described above, according to the present invention, the fine structure of the La-substituted bismuth titanate ferroelectric thin film and, consequently, its electrical characteristics can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1と比較例1とで各々作製されたLa置
換チタン酸ビスマス薄膜のX線回折チャートを示す。
FIG. 1 shows X-ray diffraction charts of La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 1 and Comparative Example 1, respectively.

【図2】実施例1と比較例1とで各々作製されたLa置換
チタン酸ビスマス薄膜のリーク電流特性を示す。
FIG. 2 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films prepared in Example 1 and Comparative Example 1, respectively.

【図3】実施例2と比較例2とで各々作製されたLa置
換チタン酸ビスマス薄膜のX線回折チャートを示す。
FIG. 3 shows X-ray diffraction charts of La-substituted bismuth titanate thin films prepared in Example 2 and Comparative Example 2, respectively.

【図4】実施例2と比較例2とで各々作製されたLa置
換チタン酸ビスマス薄膜のリーク電流特性を示す。
FIG. 4 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 2 and Comparative Example 2, respectively.

【図5】実施例3と比較例3とで各々作製されたLa置
換チタン酸ビスマス薄膜のX線回折チャートを示す。
FIG. 5 shows X-ray diffraction charts of La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 3 and Comparative Example 3, respectively.

【図6】実施例3と比較例3とで各々作製されたLa置
換チタン酸ビスマス薄膜のリーク電流特性を示す。
FIG. 6 shows the leakage current characteristics of the La-substituted bismuth titanate thin films produced in Example 3 and Comparative Example 3, respectively.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 友幸 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 光嶋 康一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 加藤 一実 愛知県愛知郡東郷町和合ヶ丘2丁目15番地 の3 (72)発明者 鈴木 一行 愛知県名古屋市北区八代町2丁目109番地 八代寮203号室 Fターム(参考) 4D075 AE06 BB28Y BB28Z BB92Z CA21 DA06 DC21 EA12 EB01 EB60 4G048 AA03 AB02 AC02 AD02 AE08 5F038 AC15 AC18 EZ20 5F083 JA17 JA38 PR23 ZA21  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tomoyuki Yoshida 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Mitsushima, Nagakute-machi, Aichi-gun, Aichi Prefecture 41 Chugaku-ji Yokomichi No. 1 within Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Kazumi Kato 2-15-15 Wagagaoka, Togo-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture (72) Inventor Kazuyuki Suzuki Kita-ku, Nagoya-shi, Aichi 2-109, Yatsushirocho Yatsushiro Dormitory Room 203 F-term (reference) 4D075 AE06 BB28Y BB28Z BB92Z CA21 DA06 DC21 EA12 EB01 EB60 4G048 AA03 AB02 AC02 AD02 AE08 5F038 AC15 AC18 EZ20 5F083 JA17 JA38 PR23 ZA21

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Bi、LaおよびTiを含有してなるL
a置換チタン酸ビスマス系強誘電体薄膜を形成するため
の塗布液であって、 有機溶媒中にBi、LaおよびTiの各金属アルコキシ
ドを溶質として含む溶液を加熱しながら減圧蒸留し、こ
れら金属元素の合計濃度を0.1〜1.0mol/Lま
で濃縮した塗布液。
1. An L containing Bi, La and Ti
a coating solution for forming an a-substituted bismuth titanate-based ferroelectric thin film, wherein a solution containing each of metal alkoxides of Bi, La and Ti in an organic solvent as a solute is distilled under reduced pressure while heating; Coating solution concentrated to a total concentration of 0.1 to 1.0 mol / L.
【請求項2】 前記有機溶媒は沸点が50℃以上のもの
の中から選択されており、 前記減圧蒸留は、40℃以上の温度であって前記選択さ
れた有機溶媒の沸点より少なくとも10℃低い温度条件
で行われることを特徴とする請求項1の塗布液。
2. The organic solvent is selected from those having a boiling point of 50 ° C. or higher, and the vacuum distillation is performed at a temperature of 40 ° C. or higher and at least 10 ° C. lower than the boiling point of the selected organic solvent. 2. The coating solution according to claim 1, wherein the coating is performed under conditions.
【請求項3】 Bi、LaおよびTiの金属イオン濃度
比が(4−x)y:xy:3であり、0.2≦x≦1.
0であり、かつ、0.9≦y≦1.1であることを特徴
とする請求項1または2の塗布液。
3. The metal ion concentration ratio of Bi, La and Ti is (4-x) y: xy: 3, and 0.2 ≦ x ≦ 1.
3. The coating liquid according to claim 1, wherein 0 and 0.9 ≦ y ≦ 1.1.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの塗布液を基板
に塗布して焼成したBLT系強誘電体薄膜であり、B
i、LaおよびTiの金属イオン濃度比が(4−x)
y:xy:3であり、0.2≦x≦1.0であり、か
つ、0.9≦y≦1.1であることを特徴とするBLT
系強誘電体薄膜。
4. A BLT-based ferroelectric thin film obtained by applying the coating liquid according to claim 1 to a substrate and baking it.
The metal ion concentration ratio of i, La and Ti is (4-x)
BLT characterized by y: xy: 3, 0.2 ≦ x ≦ 1.0, and 0.9 ≦ y ≦ 1.1
Ferroelectric thin film.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかの塗布液を基板
に塗布して仮焼成するサイクルを複数回繰り返し、所定
膜厚にまで積層された後に本焼成してBLT系強誘電体
薄膜を作製する方法。
5. A BLT-based ferroelectric thin film, wherein a cycle of applying the coating solution according to claim 1 to a substrate and temporarily baking is repeated a plurality of times. How to make.
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