JP2005255468A - COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM - Google Patents

COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM Download PDF

Info

Publication number
JP2005255468A
JP2005255468A JP2004069837A JP2004069837A JP2005255468A JP 2005255468 A JP2005255468 A JP 2005255468A JP 2004069837 A JP2004069837 A JP 2004069837A JP 2004069837 A JP2004069837 A JP 2004069837A JP 2005255468 A JP2005255468 A JP 2005255468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
metal
coating liquid
coating
coating solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004069837A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Sato
善美 佐藤
Yoshiyuki Takeuchi
義行 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP2004069837A priority Critical patent/JP2005255468A/en
Priority to TW094107016A priority patent/TWI286996B/en
Priority to KR1020050019607A priority patent/KR20060043587A/en
Priority to CNA2005100537582A priority patent/CN1830811A/en
Publication of JP2005255468A publication Critical patent/JP2005255468A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02Constructional features of telephone sets
    • H04M1/23Construction or mounting of dials or of equivalent devices; Means for facilitating the use thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating liquid for forming a Bi-based dielectric thin film showing paraelectric or ferroelectric property in compliance with applications of semiconductor memories. <P>SOLUTION: This coating liquid for forming a Bi-based dielectric thin film showing paraelectric or ferroelectric property contains a composite metal oxide expressed by the formula: äBi<SB>4-x</SB>, (La<SB>z</SB>, B<SB>1-z</SB>)<SB>x</SB>}<SB>n</SB>(Ti<SB>3-y</SB>, A<SB>y</SB>)O<SB>12+α</SB>(wherein A is a metal element such as Ge; B is a rare earth element except lanthanum or a metal element such as Ca or Sr; 0≤x<4, 0≤y≤0.3, 0<z≤1; n=0.7-1.4; α is a valence determined by the metal composition ratio) and contains a composite metal alkoxide formed from at least two metal alkoxides, i.e., oxides of Bi and Ti. The coating liquid is preferably a sol-gel liquid obtained by hydrolysis or partial condensation reaction treatment using water or water and a catalyst. Preferably, the coating liquid contains an alkanolamine. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、常誘電性あるいは強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液、およびこれを用いて形成したBi系誘電体薄膜に関する。本発明塗布液は、常誘電体形成材料としても強誘電体形成材料としても機能を発揮することができ、焦電性や、高誘電性、強誘電性を利用した分野に幅広く適用され得る。特に単体のキャパシタ(薄膜コンデンサ)や、DRAM、不揮発性メモリのキャパシタなど、半導体デバイスの要求特性に応じて幅広く適用され得る。   The present invention relates to a coating liquid for forming a paraelectric or ferroelectric Bi-based dielectric thin film, and a Bi-based dielectric thin film formed using the same. The coating liquid of the present invention can function as both a paraelectric material and a ferroelectric material, and can be widely applied to fields using pyroelectricity, high dielectric property, and ferroelectricity. In particular, the present invention can be widely applied according to the required characteristics of semiconductor devices such as a single capacitor (thin film capacitor), a DRAM, and a capacitor of a nonvolatile memory.

半導体メモリの記憶容量の増加のニーズに伴い、DRAM(=Dynamic Random Access Memory)においては、電荷蓄積用キャパシタとして、誘電率の高い(高誘電性の)、常誘電性あるいは強誘電性の誘電体薄膜を用いることが検討されている。一方、不揮発性集積メモリには、高い残留分極を有するという特性から強誘電性の誘電体薄膜が用いられ、そのヒステリシスを利用する研究や、該メモリ素子に適用可能な誘電体薄膜材料、および当該薄膜の成膜方法に関する開発が、活発に行われている。   Due to the need for increased memory capacity of semiconductor memory, DRAM (= Dynamic Random Access Memory) has a high dielectric constant (high dielectric), paraelectric or ferroelectric dielectric as a charge storage capacitor. The use of thin films has been studied. On the other hand, a ferroelectric dielectric thin film is used for a nonvolatile integrated memory because of its high remanent polarization, and research using the hysteresis, dielectric thin film material applicable to the memory element, and Development of a method for forming a thin film has been actively conducted.

このように半導体メモリ素子においては、その用途に応じ、常誘電性〜強誘電性の誘電体薄膜の中でそれぞれ望ましい材料が使い分けられている。   As described above, in the semiconductor memory element, a desirable material is properly used in each of the paraelectric to ferroelectric dielectric thin films depending on the application.

DRAMやSRAM(=Static Random Access Memory)等のメモリ素子は、半導体デバイスの中でも特に微細化が高度に推進されている分野であり、ソフトエラー発生率を低く抑えて信頼性を確保するためには、メモリ・セルあたりのキャパシタ容量を一定値以上に確保することが必要である。   Memory elements such as DRAM and SRAM (= Static Random Access Memory) are fields in which miniaturization is particularly advanced among semiconductor devices, and in order to ensure the reliability by keeping the soft error rate low. Therefore, it is necessary to secure a capacitor capacity per memory cell above a certain value.

従来は、立体構造を採用することでキャパシタ面積を確保し、またキャパシタとしてSixy膜やSiOx/Sixy積層膜を用いることで、この課題を解決してきた。Sixy膜は、絶縁耐性が高く、薄膜化が可能であるものの、比誘電率(ε)が4〜7程度と低く、十分な電荷を蓄えるためには立体構造とすることが不可欠であった。 Conventionally, to ensure capacitor area by adopting a three-dimensional structure, also by using the Si x N y film or SiO x / Si x N y multilayer film as a capacitor, has solved this problem. Although the Si x N y film has high insulation resistance and can be thinned, the relative permittivity (ε) is as low as about 4 to 7, and a three-dimensional structure is indispensable for storing a sufficient charge. there were.

しかし立体構造は層間絶縁膜の平坦化にかかる負担が極めて重い。またリーク電流の低減という点からみると、キャパシタの薄膜化も限界に近づいていることから、256M(メガ)DRAM、1G(ギガ)DRAMの世代では、新たな技術上のブレーク・スルーが求められている。   However, the three-dimensional structure has a very heavy burden on the planarization of the interlayer insulating film. From the standpoint of reducing leakage current, capacitor thinning is approaching its limit, and 256M (mega) DRAM and 1G (giga) DRAM generations require new technological breakthroughs. ing.

なお、メモリ以外にもロジック素子など多くの半導体素子において、キャパシタを有する素子が多く存在するが、これらの素子においても同様に、技術上のブレーク・スルーが求められている。   In addition to the memory, in many semiconductor elements such as logic elements, there are many elements having a capacitor. In these elements as well, technical breakthrough is required.

このような状況にあって、キャパシタの構成材料として高誘電率膜が有望視されている。   Under such circumstances, a high dielectric constant film is considered promising as a constituent material of the capacitor.

高誘電率膜としては、Ta25(酸化タンタル:ε=20〜35)や、ペロブスカイト型の単位結晶格子構造に起因して常誘電性、圧電性、焦電性を示す複合酸化物系セラミックスが知られている。該複合酸化物系セラミックスとしては、例えば、BST(チタン酸バリウムストロンチウム:ε=400以上)やPZT(チタン酸ジルコン酸鉛:ε=1000以上)などが知られている。これらの高誘電率膜をキャパシタの構成材料として使用すれば、平面的なキャパシタ構造であっても十分な容量を確保することが可能であり、デバイス製造が容易となり、またデバイス信頼性も向上させることができる。 As a high dielectric constant film, Ta 2 O 5 (tantalum oxide: ε = 20 to 35) or a complex oxide system exhibiting paraelectricity, piezoelectricity, pyroelectricity due to a perovskite type unit crystal lattice structure Ceramics are known. As the composite oxide ceramics, for example, BST (barium strontium titanate: ε = 400 or more) and PZT (lead zirconate titanate: ε = 1000 or more) are known. If these high dielectric constant films are used as the constituent material of the capacitor, it is possible to secure a sufficient capacity even in a planar capacitor structure, facilitating device manufacturing, and improving device reliability. be able to.

特に積層型セラミックスコンデンサの作成においては、現在、BTO(チタン酸バリウム酸化物)粉末をスラリー化して成膜後焼成して作成するのが一般的で、膜厚を充分薄くすることが難しく、必要なコンデンサ容量を得るために数百層もの積層をする必要があるが、高誘電率膜を用いることにより、それほどの多層化をすることなく高容量を得ることが可能となる。   Especially in the production of multilayer ceramic capacitors, it is generally necessary to make BTO (barium titanate oxide) powder into a slurry and fire it after film formation. In order to obtain a sufficient capacitor capacity, it is necessary to stack several hundred layers, but by using a high dielectric constant film, it is possible to obtain a high capacity without so much multilayering.

なお、静電容量(C)と誘電率(ε)の関係は、以下の式で表される。   The relationship between the capacitance (C) and the dielectric constant (ε) is expressed by the following equation.

C=ε・S/D (ただしε=nE)
(式中、Cは静電容量、εは誘電率、Sは電極面積、Dは膜厚、nは真空の誘電率(8.854187816E-12)、Eは比誘電率を表す。)
C = ε · S / D (where ε = nE)
(Where C is the capacitance, ε is the dielectric constant, S is the electrode area, D is the film thickness, n is the vacuum dielectric constant (8.854187816E -12 ), and E is the relative dielectric constant.)

上記式から明らかなように、D(膜厚)を小さくし、S(電極面積)を大きくすることで、C(静電容量)を大きくする方法のほか、ε(誘電率)を大きくすることでC(静電容量)を大きくする方法がある。上述の通り立体構造を採用することの問題を回避するためには、εを大きくする方法、すなわち高誘電率材料を用いるのが有効である。   As is clear from the above formula, by increasing D (film thickness) and increasing S (electrode area) to increase C (capacitance), increase ε (dielectric constant). There is a method of increasing C (capacitance). In order to avoid the problem of adopting a three-dimensional structure as described above, it is effective to use a method of increasing ε, that is, a high dielectric constant material.

上記の高誘電性材料の中でも、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの鉛基誘電体は、高い残留分極を有するなど、強誘電性材料としても用いられてきたが、近年の環境保護の点から、鉛を含まない代替材料の検討が求められている。鉛基強誘電体以外の強誘電体材料としては、タンタル酸ビスマスストロンチウム(SBT)(例えば、特許文献1参照)、チタン酸ビスマス(BIT)(例えば、特許文献2、特許文献3参照)、当該BITのビスマスの一部をLaに置き換えたチタン酸ランタンビスマス(BLT)(例えば、特許文献4〜7参照)など、ビスマス(Bi)系の強誘電体材料が報告されている。BITはSBTよりも高い残留分極値を有する材料であるが、BLTはBITに比べてさらに高い残留分極値を有することが報告され、近年、注目を集めている。   Among the above high dielectric materials, lead-based dielectrics such as PZT (lead zirconate titanate) have been used as ferroelectric materials because they have high remanent polarization. Therefore, there is a need for an alternative material that does not contain lead. Examples of ferroelectric materials other than lead-based ferroelectrics include bismuth strontium tantalate (SBT) (for example, see Patent Document 1), bismuth titanate (BIT) (for example, see Patent Document 2 and Patent Document 3), Bismuth (Bi) -based ferroelectric materials such as lanthanum bismuth titanate (BLT) (for example, see Patent Documents 4 to 7) in which a part of bismuth of BIT is replaced with La have been reported. BIT is a material having a remanent polarization value higher than that of SBT. However, BLT has been reported to have a remanent polarization value higher than that of BIT, and has attracted attention in recent years.

これらBi系強誘電体薄膜の形成方法としては、スパッタ法、CVD法、塗布型被膜形成法等が挙げられるが、Bi系強誘電体薄膜は、該薄膜を構成する金属元素の酸化物成分が多いことから、スパッタ法やCVD法による薄膜形成法は、高価な装置を必要としてコストがかかること、所望の誘電体膜組成制御とその管理が難しいことなどの理由により、特に大口径の基板への適用は困難とされている。これに対し塗布型被膜形成法は、高価な装置を必要とせず、成膜コストが比較的安価で、しかも所望の誘電体膜組成制御やその管理も容易なため有望視されている。   Examples of methods for forming these Bi-based ferroelectric thin films include sputtering, CVD, and coating-type film forming methods. Bi-based ferroelectric thin films have an oxide component of a metal element constituting the thin film. Therefore, thin film formation methods such as sputtering and CVD require costly equipment and are expensive, and it is difficult to control and manage the desired dielectric film composition. Is considered difficult to apply. On the other hand, the coating-type film forming method is promising because it does not require an expensive apparatus, the film forming cost is relatively low, and the desired dielectric film composition control and management are easy.

この塗布型被膜形成法に使用されるBi系強誘電体薄膜形成用塗布液として、2−エチルヘキサン酸などの中鎖炭化水素基を有するカルボン酸と当該薄膜の構成金属元素との塩や、エタノール、メトキシエタノール、メトキシプロパノールなどのアルコールと当該薄膜の構成金属元素とからなる金属アルコキシド化合物等の有機金属化合物を、有機溶媒に溶解してなる有機系の塗布液が知られている。   As a coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film used in this coating type film forming method, a salt of a carboxylic acid having a medium chain hydrocarbon group such as 2-ethylhexanoic acid and a constituent metal element of the thin film, An organic coating solution is known in which an organic metal compound such as a metal alkoxide compound composed of an alcohol such as ethanol, methoxyethanol, or methoxypropanol and a constituent metal element of the thin film is dissolved in an organic solvent.

しかし、さらに塗布液中の金属組成比を安定化させること、また薄膜形成時に昇華性の高い金属(Biなど)が焼失して薄膜中の金属組成比が変化する現象を抑制することが求められている。   However, it is required to further stabilize the metal composition ratio in the coating solution and to suppress the phenomenon in which the metal composition ratio in the thin film changes due to the burning of highly sublimable metals (such as Bi) during the formation of the thin film. ing.

したがって、塗布型の材料であって、金属組成の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象が抑制された、BIT系、BLT系の、強誘電体薄膜を形成するための材料の実現化が求められている。   Therefore, a coating-type material, which is a material for forming a BIT-based or BLT-based ferroelectric thin film in which the metal composition is stabilized and the phenomenon that the metal composition ratio in the thin film changes is suppressed. Realization is required.

また、半導体メモリの用途によっては、常誘電性が望ましい分野もあり、よって、常誘電性で、リーク電流が低く、高誘電率を有する材料の開発も望まれている。   In addition, depending on the use of the semiconductor memory, there is a field where paraelectricity is desirable. Therefore, development of a material having a paraelectric property, a low leakage current, and a high dielectric constant is also desired.

なお、特許文献8、特許文献9において、金属アルコキシドの複合化により金属組成比の安定化、薄膜中の金属組成比が変化する現象の抑制化を試みた記載があるが、これら文献に具体的に記載の材料は、SBT系強誘電体薄膜形成用塗布液に関するもののみであり、BIT系、BLT系の強誘電体薄膜形成用塗布液や常誘電体薄膜形成用塗布液に関する記載は一切ない。   In Patent Document 8 and Patent Document 9, there is a description of attempts to stabilize the metal composition ratio and to suppress the phenomenon in which the metal composition ratio in the thin film is changed by combining metal alkoxides. The material described in is only related to the coating liquid for forming the SBT ferroelectric thin film, and there is no description about the coating liquid for forming the BIT or BLT ferroelectric thin film or the coating liquid for forming the paraelectric thin film. .

特開平9−286619号公報JP-A-9-286619 特開平8−40965号公報JP-A-8-40965 特開平8−91841号公報JP-A-8-91841 特開2003−192431号公報JP 2003-192431 A 特開2003−82470号公報JP 2003-82470 A 特開2002−265224号公報JP 2002-265224 A 特開2002−255557号公報JP 2002-255557 A 特開平10−258252号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-258252 特開平10−259007号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-259007

本発明は、金属組成比の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象が抑制された、強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a coating liquid for forming a ferroelectric Bi-based dielectric thin film in which the metal composition ratio is stabilized and the phenomenon that the metal composition ratio in the thin film changes is suppressed. To do.

また本発明は、その用途によっては、強誘電性よりも常誘電性が望ましい分野もあることから、常誘電性で、リーク電流が低く、高誘電率を有する、常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液を提供することを目的とする   In addition, since the present invention has a field in which paraelectricity is more desirable than ferroelectricity depending on the application, it is a paraelectric, low leakage current, and a paraelectric Bi-based dielectric having a high dielectric constant. An object is to provide a coating solution for forming a thin film.

上記課題を達成するために本発明は、下記一般式(I)で表される複合金属酸化物を含む強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液であって、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含む、上記塗布液を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a coating solution for forming a ferroelectric Bi-based dielectric thin film containing a composite metal oxide represented by the following general formula (I), comprising at least Bi, Provided is the coating solution containing a composite metal alkoxide formed by two metal alkoxides of Ti.

{Bi4-x、(Laz、B1-zxn(Ti3-y、Ay)O12+α (I)
(式中、AはV、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、およびWの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;Bはランタンを除く希土類元素、Ca、Sr、およびBaの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;x、y、zはそれぞれ、0≦x<4、0≦y≦0.3、0<z≦1で表される数を示し;nは0.7〜1.4の数を示し;αは金属組成比によって決定される価を示す。)
{Bi 4-x , (La z , B 1-z ) x } n (Ti 3-y , A y ) O 12 + α (I)
(In the formula, A represents at least one metal element selected from V, Cr, Mn, Si, Ge, Zr, Nb, Ru, Sn, Ta, and W; B represents a rare earth element excluding lanthanum; Represents at least one metal element selected from Ca, Sr, and Ba; x, y, and z are represented by 0 ≦ x <4, 0 ≦ y ≦ 0.3, and 0 <z ≦ 1, respectively. N represents a number from 0.7 to 1.4; α represents a value determined by the metal composition ratio.)

また本発明は、常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液であって、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含む、あるいは、少なくともBiアルコキシドとTiアルコキシドを混合してなる混合金属アルコキシドを含む、上記塗布液を提供する。   The present invention also provides a coating liquid for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film, which includes a composite metal alkoxide formed of at least two metal alkoxides of Bi and Ti, or at least a Bi alkoxide. The coating liquid containing a mixed metal alkoxide obtained by mixing Ti and a alkoxide is provided.

ここで上記塗布液は、上記一般式(I)(式中、A、B、x、y、z、n、αは、上記で定義したとおり)で表される複合金属酸化物を含む常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液であるのが好ましい。   Here, the coating solution includes a paraelectric material including a composite metal oxide represented by the above general formula (I) (wherein A, B, x, y, z, n, and α are as defined above). A coating liquid for forming a conductive Bi-based dielectric thin film is preferable.

また本発明は、上記常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液を基板上に塗布し、加熱乾燥処理を施すことなく、500〜700℃で加熱処理(第1加熱処理)を行って塗膜を形成し、所望により前記塗布から加熱処理(第1加熱処理)までの工程を複数回繰返して塗膜の積層体を形成し、次いで、600〜700℃の加熱処理(第2加熱処理)を行う、常誘電性のBi系誘電体薄膜の形成方法を提供する。   In the present invention, a coating solution for forming the above-mentioned paraelectric Bi-based dielectric thin film is applied on a substrate and subjected to a heat treatment (first heat treatment) at 500 to 700 ° C. without applying a heat drying treatment. To form a coating film, and if necessary, the steps from the application to the heat treatment (first heat treatment) are repeated a plurality of times to form a coating film laminate, and then a heat treatment at 600 to 700 ° C. A method for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film is provided.

また本発明は、上記常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液を基板上に設けられた電極上に塗布し、焼成してなる、常誘電性のBi系誘電体薄膜を提供する。   The present invention also provides a paraelectric Bi-based dielectric thin film obtained by applying a coating liquid for forming the above-mentioned paraelectric Bi-based dielectric thin film on an electrode provided on a substrate and baking the coating liquid. provide.

本発明により、金属組成比の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象が抑制された、強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液が提供される。また本発明により、リーク電流が低く、高誘電率を有する、常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液が提供される。   The present invention provides a coating liquid for forming a ferroelectric Bi-based dielectric thin film in which the metal composition ratio is stabilized and the phenomenon that the metal composition ratio in the thin film changes is suppressed. The present invention also provides a coating liquid for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film having a low leakage current and a high dielectric constant.

本発明塗布液は、塗布液中の金属組成比をコントロールすることによって、あるいは薄膜形成条件をコントロールすることによって、常誘電体形成材料としても強誘電体形成材料としても機能を発揮し得る。したがって、本発明塗布液で、例えば、常誘電体材料が好適に用いられるDRAMや、強誘電体材料が好適に用いられる不揮発性メモリなど、半導体デバイスの要求特性に応じて幅広く適用が可能である。   The coating solution of the present invention can function as a paraelectric material or a ferroelectric material by controlling the metal composition ratio in the coating solution or by controlling the thin film formation conditions. Therefore, the coating liquid of the present invention can be widely applied according to the required characteristics of semiconductor devices, such as DRAM in which a paraelectric material is preferably used, and a nonvolatile memory in which a ferroelectric material is preferably used. .

I.強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液(以下、「Bi系強誘電体薄膜形成用塗布液」とも記す。)   I. Coating liquid for forming a ferroelectric Bi-based dielectric thin film (hereinafter also referred to as “Bi-based ferroelectric thin film forming coating liquid”).

本発明におけるBi系強誘電体薄膜形成用塗布液は、下記一般式(I)で表される複合金属酸化物を含むBi系強誘電性薄膜を形成するための塗布液である。   The coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film in the present invention is a coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film containing a composite metal oxide represented by the following general formula (I).

{Bi4-x、(Laz、B1-zxn(Ti3-y、Ay)O12+α (I) {Bi 4-x , (La z , B 1-z ) x } n (Ti 3-y , A y ) O 12 + α (I)

上記式中、AはV、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、およびWの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示す。強誘電体薄膜形成用塗布液では、AとしてGeが特に好ましく用いられる。   In the above formula, A represents at least one metal element selected from V, Cr, Mn, Si, Ge, Zr, Nb, Ru, Sn, Ta, and W. In the coating liquid for forming a ferroelectric thin film, Ge is particularly preferably used as A.

Bはランタンを除く希土類元素、Ca、Sr、およびBaの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示す。中でもランタノイドが好ましく、特にプラセオジム(Pr)、セリウム(Ce)、ネオジウム(Nd)が好ましく用いられる。   B represents at least one metal element selected from rare earth elements excluding lanthanum, Ca, Sr, and Ba. Of these, lanthanoids are preferable, and praseodymium (Pr), cerium (Ce), and neodymium (Nd) are particularly preferably used.

xは、0≦x<4で表される数を示す。好ましくは0<x<4である。   x represents a number represented by 0 ≦ x <4. Preferably 0 <x <4.

yは、0≦y≦0.3で表される数を示す。好ましくは0<y≦0.3である。なお、A金属としてGeを用いる場合、yは、好ましくはy=0.05〜0.20であり、特に好ましくはy=0.10〜0.15である。   y represents a number represented by 0 ≦ y ≦ 0.3. Preferably 0 <y ≦ 0.3. When Ge is used as the A metal, y is preferably y = 0.05 to 0.20, particularly preferably y = 0.10 to 0.15.

zは、0<z≦1で表される数を示す。好ましくは0<z<1である。   z represents a number represented by 0 <z ≦ 1. Preferably 0 <z <1.

nは0.7〜1.4の数を示す。   n shows the number of 0.7-1.4.

αは、金属組成比によって決定される価を示す。好ましくは−5≦α≦5、さらに好ましくは−2≦α≦2である。   α represents a value determined by the metal composition ratio. Preferably, −5 ≦ α ≦ 5, and more preferably −2 ≦ α ≦ 2.

そして該塗布液は、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含むものであり、好ましくは、これをさらに水、または水と触媒を用いて加水分解・部分縮合処理してなるゾル−ゲル液である。   The coating solution contains a composite metal alkoxide formed of at least two metal alkoxides of Bi and Ti. Preferably, the coating solution is further hydrolyzed and partially condensed using water or water and a catalyst. A sol-gel solution.

すなわち本発明塗布液の製造において、該塗布液に含まれる金属元素のうち、Bi、Tiはともに金属アルコキシドを出発原料として用いる。La、A金属元素、B金属元素(ただし、A金属元素、B金属元素を含まない場合もある)は、それぞれの金属アルコキシドを出発原料として用いるのが好ましいが、酢酸金属塩(例えば、酢酸ランタンなど)、β−ジケトン金属錯体等の態様のものを出発原料として用いることもできる。これらは、例示に限定されるものではない。本発明では、入手容易、かつ安価であり、特性に優れるなどの点から、ランタンは酢酸金属塩(酢酸ランタン)を用いるのが好ましい。A金属元素、B金属元素は、それぞれの金属アルコキシドを用いるのが好ましい。   That is, in the production of the coating solution of the present invention, among the metal elements contained in the coating solution, both Bi and Ti use metal alkoxide as a starting material. As for La, A metal element, and B metal element (however, A metal element and B metal element may not be included), each metal alkoxide is preferably used as a starting material, but metal acetate (for example, lanthanum acetate) Etc.), β-diketone metal complexes and the like can also be used as starting materials. These are not limited to examples. In the present invention, it is preferable to use a metal acetate (lanthanum acetate) as the lanthanum from the viewpoints of availability, low cost, and excellent characteristics. As the A metal element and the B metal element, it is preferable to use respective metal alkoxides.

具体的には以下の態様(ただしA金属、B金属が含まれる場合)が例示されるが、これら例示に限定されるものではない。
(a)BiTi複合金属アルコキシド、Laアルコキシド(あるいは酢酸塩等)、A金属アルコキシド(あるいは酢酸塩等)、B金属アルコキシド(あるいは酢酸塩等)を含む態様。
(b)BiTiLa複合金属アルコキシド、A金属アルコキシド(あるいは酢酸塩等)、B金属アルコキシド(あるいは酢酸塩等)を含む態様。
(c)BiTiLaA金属複合アルコキシド、B金属アルコキシド(あるいは酢酸塩等)を含む態様。
(d)BiTiLaA金属B金属複合アルコキシドを含む態様。
Specifically, the following modes (where A metal and B metal are included) are exemplified, but the invention is not limited to these examples.
(A) An embodiment containing BiTi composite metal alkoxide, La alkoxide (or acetate etc.), A metal alkoxide (or acetate etc.), B metal alkoxide (or acetate etc.).
(B) An embodiment containing BiTiLa composite metal alkoxide, A metal alkoxide (or acetate, etc.), B metal alkoxide (or acetate, etc.).
(C) An embodiment containing BiTiLaA metal composite alkoxide, B metal alkoxide (or acetate, etc.).
(D) An embodiment containing BiTiLaA metal B metal composite alkoxide.

本発明では全金属元素が複合アルコキシドをなす上記(d)の態様が最も好ましい。このように2種以上の異種金属を複合金属アルコキシド化することにより、単独の金属元素の析出(偏析)、焼失という現象の抑制をより効果的に図ることができる。   In the present invention, the embodiment (d) above in which all metal elements form a composite alkoxide is most preferred. In this way, by converting two or more kinds of different metals into a composite metal alkoxide, it is possible to more effectively suppress the phenomenon of precipitation (segregation) and burning of a single metal element.

本発明でいう複合金属アルコキシドとは、Biアルコキシド、Tiアルコキシド、および他金属元素(La、A金属元素、B金属元素)のアルコキシド、酢酸塩、β−ジケトン金属錯体等の態様のものを、溶媒中で30〜100℃の加熱条件下で、2〜15時間程度還流させることにより得られる化合物をいう。反応の終点は、液体が徐々に変色し、最終的には茶褐色の液体となるので、このように液体が完全に変色した時点を反応の終点とするのがよい。このようにして得られた複合金属アルコキシドは、「ゾル・ゲル法によるガラス・セラミックスの製造技術とその応用」(応用技術出版(株)、1989年6月4日発行)のpp.46〜47に定義されているものなどが好適例として挙げられる。具体的には、TiBi(OR)4(OR)3、LaTiBi(OR)3(OR)4(OR)3、LaTiBiA(OR)3(OR)4(OR)3(OR)m、LaTiBiB(OR)3(OR)4(OR)3(OR)n、LaTiBiAB(OR)3(OR)4(OR)3(OR)m(OR)n(ここで、A、Bは上記で定義したとおりであり;mはA金属元素の原子価であり;nはB金属元素の原子価であり;Rはそれぞれ独立に炭素原子数1〜6のアルキル基を表す)等で表されるものなどが例示されるが、これら例示に限定されるものでない。本発明では、昇華性が高いとされるBiを必須の金属元素であるTiと複合化していることから、原料の仕込み比率に近い組成比率の被膜の形成が可能となる。 The composite metal alkoxide as used in the present invention refers to Bi alkoxide, Ti alkoxide, alkoxide of other metal elements (La, A metal element, B metal element), acetate, β-diketone metal complex, etc. The compound obtained by making it recirculate | reflux for about 2 to 15 hours on 30-100 degreeC heating conditions in it. Since the end point of the reaction gradually changes in color and finally becomes a brownish brown liquid, the end point of the reaction is preferably set as the end point of the reaction. The composite metal alkoxide thus obtained is described in “Glass / ceramics production technology by sol-gel method and its application” (Applied Technology Publishing Co., Ltd., issued on June 4, 1989). Those defined in 46 to 47 are preferable examples. Specifically, TiBi (OR) 4 (OR) 3 , LaTiBi (OR) 3 (OR) 4 (OR) 3 , LaTiBiA (OR) 3 (OR) 4 (OR) 3 (OR) m , LaTiBiB (OR) ) 3 (OR) 4 (OR) 3 (OR) n , LaTiBiAB (OR) 3 (OR) 4 (OR) 3 (OR) m (OR) n (where A and B are as defined above) Yes; m is the valence of the A metal element; n is the valence of the B metal element; R is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, etc.) However, it is not limited to these examples. In the present invention, Bi, which has high sublimation property, is combined with Ti, which is an essential metal element, so that a film having a composition ratio close to the raw material charge ratio can be formed.

金属アルコキシド、複合金属アルコキシドを形成するアルコールとしては、下記一般式(II)   Examples of the alcohol that forms the metal alkoxide and the composite metal alkoxide include the following general formula (II):

1OH (II) R 1 OH (II)

(式中、R1は炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表す)
が好ましく用いられる。これらアルコール類としては、具体的には、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等が例示される。
(In the formula, R 1 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms)
Is preferably used. Specific examples of these alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, and cyclohexanol.

また、上記アルコール以外のアルコール類としては、R1がさらに炭素原子数1〜6のアルコキシル基で置換されたものが挙げられ、具体的には、メトキシメタノール、メトキシエタノール、エトキシメタノール、エトキシエタノール等が例示される。 Examples of alcohols other than the above alcohols include those in which R 1 is further substituted with an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specifically, methoxymethanol, methoxyethanol, ethoxymethanol, ethoxyethanol, etc. Is exemplified.

これらの金属アルコキシド、複合金属アルコキシドは、そのアルコキシル基の一部が、後述のアルカノールアミン、無水カルボン酸、ジカルボン酸モノエステル、β−ジケトン、およびグリコール等で置換されるものであってもよい。   In these metal alkoxides and composite metal alkoxides, a part of the alkoxyl group may be substituted with alkanolamine, carboxylic anhydride, dicarboxylic acid monoester, β-diketone, glycol and the like described later.

本発明塗布液は、上記複合金属アルコキシドを含む塗布液をさらに水、または水と触媒を用いて加水分解・部分縮合処理したゾル−ゲル液であることが好ましい。   The coating solution of the present invention is preferably a sol-gel solution obtained by further subjecting the coating solution containing the composite metal alkoxide to hydrolysis or partial condensation treatment with water or water and a catalyst.

加水分解反応は、塗布液中に水または水と触媒を添加し、20〜50℃で数時間〜数日間撹拌して行われる。触媒としては、金属アルコキシドの加水分解反応用として公知のもの、例えば塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の有機酸などの酸触媒や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の無機・有機アルカリ触媒などを挙げることができる。しかし、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリは、ナトリウム、カリウム等の金属イオンが塗布液中に残存して、被膜の電気特性に影響を与えることが懸念され、また、アンモニア、アミン等の含窒素系のアルカリは、加水分解反応後、沸点の高い窒素化合物を形成することがあり、これが焼成工程時の被膜の緻密化に影響を与えることが懸念されるため、本発明においては、酸触媒を用いることが特に好ましい。   The hydrolysis reaction is performed by adding water or water and a catalyst to the coating solution and stirring at 20 to 50 ° C. for several hours to several days. Examples of the catalyst include those known for hydrolysis reactions of metal alkoxides, for example, acid catalysts such as inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, organic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid, sodium hydroxide and potassium hydroxide. Inorganic / organic alkali catalysts such as ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. However, inorganic alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide are concerned that metal ions such as sodium and potassium may remain in the coating solution and affect the electrical properties of the film. In the present invention, the nitrogen-containing alkali of may form a nitrogen compound having a high boiling point after the hydrolysis reaction, which may affect the densification of the coating film during the firing step. It is particularly preferable to use an acid catalyst.

加水分解反応は、塗布液を電極上に塗布後、被膜表面を加湿雰囲気に晒すことによっても行うことができ、例えば50〜120℃で10〜60分間程度、50〜100%の湿度下で行うことができる。   The hydrolysis reaction can also be performed by applying the coating solution on the electrode and then exposing the coating surface to a humidified atmosphere. For example, the hydrolysis reaction is performed at 50 to 120 ° C. for about 10 to 60 minutes under a humidity of 50 to 100%. be able to.

以上の条件は、被膜を用いる用途に応じ適宜選択することができ、上記に限られるものではない。   The above conditions can be appropriately selected according to the use of the film, and are not limited to the above.

このように加水分解処理することにより、乾燥工程後の塗布膜全体に占める有機成分の含有量を低減させることができ、また、各金属のメタロキサン結合が形成されるため、Bi等の金属元素の析出(偏析)、焼失を抑制することができる。その理由としては、各有機金属化合物は、有機基をその構造中に有するが、加水分解処理することによりアルコキシル基等の有機基を脱離せしめ、より一層無機性の高いメタロキサン結合をつくることができる。脱離した有機基は、低沸点のアルコール、グリコール等になり、塗布液または被膜中に残存するが、乾燥工程において溶媒とともに蒸発するため、焼成工程前の被膜の無機性が高まり、緻密な膜の形成が可能となる。また、複合化、メタロキサン結合の生成により、金属元素どうしの結びつきが強くなり、Bi等の金属元素の析出(偏析)、焼失が抑えられ、リーク電流が小さく、水素熱処理耐性および耐圧性に優れた膜の形成が可能となった。   By hydrolyzing in this way, the content of organic components in the entire coating film after the drying step can be reduced, and metalloxane bonds of each metal are formed. Precipitation (segregation) and burning can be suppressed. The reason for this is that each organometallic compound has an organic group in its structure, but by hydrolyzing it, organic groups such as alkoxyl groups can be eliminated to form a more inorganic metalloxane bond. it can. The desorbed organic group becomes a low-boiling point alcohol, glycol or the like and remains in the coating solution or coating, but evaporates with the solvent in the drying process. Can be formed. In addition, due to compounding and metalloxane bond formation, the connection between metal elements is strengthened, precipitation (segregation) and burnout of metal elements such as Bi are suppressed, leakage current is small, hydrogen heat treatment resistance and pressure resistance are excellent. A film can be formed.

また本発明塗布液は、アルカノールアミンを配合したものであることが好ましい。アルカノールアミンを用いることにより、特に塗布性の向上を効果的に図ることができる。   Moreover, it is preferable that this invention coating liquid mix | blends alkanolamine. By using alkanolamine, the coating property can be improved particularly effectively.

アルカノールアミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等が挙げられる。中でも塗布性向上の点からトリエタノールアミンが最も好ましい。   Examples of the alkanolamine include triethanolamine, diethanolamine, dibutylethanolamine, diethylethanolamine and the like. Of these, triethanolamine is most preferable from the viewpoint of improving coating properties.

当該アルカノールアミンの配合量は、例えば上記一般式(I)(式中、A、B、x、y、z、n、αは、上記で定義したとおり)で表される複合金属酸化物1モルに対して0.5〜20モル、特には1〜10モルの範囲であることが好ましい。上記範囲を外れると、アルカノールアミンを配合したことの効果が十分に得られない傾向があるので好ましくない。   The compounding amount of the alkanolamine is, for example, 1 mol of a composite metal oxide represented by the above general formula (I) (wherein A, B, x, y, z, n and α are as defined above). The amount is preferably 0.5 to 20 mol, particularly 1 to 10 mol. If it is out of the above range, the effect of blending alkanolamine tends to be insufficient, which is not preferable.

なお、アルカノールアミンの配合は、上記加水分解処理を行う場合、加水分解処理後に行うのが好ましい。   In addition, when performing the said hydrolysis process, it is preferable to mix | blend an alkanolamine after a hydrolysis process.

本発明ではさらに、従来から知られている安定化剤を配合することもできる。   In the present invention, a conventionally known stabilizer can also be added.

当該安定化剤は、塗布液の保存安定性を向上させるためのものであり、例えば、無水カルボン酸類、ジカルボン酸モノエステル類、β−ジケトン類、およびグリコール類等が好適に用いられる。   The said stabilizer is for improving the storage stability of a coating liquid, For example, carboxylic anhydrides, dicarboxylic acid monoesters, (beta) -diketone, glycols etc. are used suitably.

無水カルボン酸類としては、下記一般式(III)   As carboxylic anhydrides, the following general formula (III)

2(CO)2O (III) R 2 (CO) 2 O (III)

(式中、R2は2価の炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表す)
で表される無水カルボン酸の中から選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。このような無水カルボン酸類としては、具体的には、例えば無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水メチルコハク酸、無水グルタル酸、無水α−メチルグルタル酸、無水α,α−ジメチルグルタル酸、無水トリメチルコハク酸等を挙げることができる。
(Wherein R 2 represents a divalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms)
At least one selected from carboxylic anhydrides represented by the formula is preferably used. Specific examples of such carboxylic anhydrides include maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, succinic anhydride, methyl succinic anhydride, glutaric anhydride, α-methylglutaric anhydride, α, α -Dimethyl glutaric acid, trimethyl succinic anhydride, etc. can be mentioned.

ジカルボン酸モノエステル類としては、下記一般式(IV)   As dicarboxylic acid monoesters, the following general formula (IV)

3OCOR4COOH (IV) R 3 OCOR 4 COOH (IV)

(式中、R3は炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表し;R4は2価の炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表す)
で表されるジカルボン酸モノエステル類の中から選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。
(Wherein R 3 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms; R 4 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms)
Preferably, at least one selected from dicarboxylic acid monoesters represented by the formula:

このようなジカルボン酸モノエステル類としては、具体的には、例えば2塩基酸のカルボン酸とアルコールとを反応させてハーフエステル化したものを用いることができ、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、メチルコハク酸、α−メチルグルタル酸、α,α−ジメチルグルタル酸、トリメチルグルタル酸等の2塩基酸のカルボン酸の少なくとも1種と、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の少なくとも1種とを公知の方法によりエステル化反応させて合成することができる。   As such dicarboxylic acid monoesters, specifically, for example, those obtained by reacting a dibasic carboxylic acid with an alcohol to form a half ester, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, 2 such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, speric acid, azelic acid, sebacic acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, methyl succinic acid, α-methyl glutaric acid, α, α-dimethyl glutaric acid, trimethyl glutaric acid, etc. Establish at least one of carboxylic acids of basic acids and at least one of methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, hexyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether and the like by a known method. Reaction It can be synthesized.

β−ジケトン類としては、下記一般式(V)   As β-diketone, the following general formula (V)

5COCR6HCOR7 (V) R 5 COCR 6 HCOR 7 (V)

(式中、R5は炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表し;R6はHまたはCH3を表し;R7は炭素原子数1〜6のアルキル基またはアルコキシル基を表す)
で表されるβ−ケトエステルを含むβ−ジケトンの中から選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。
(In the formula, R 5 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms; R 6 represents H or CH 3 ; R 7 represents an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms; Represents
At least one selected from β-diketones containing a β-ketoester represented by the formula is preferably used.

本発明で用いられるβ−ジケトン類としては、具体的には、例えばアセチルアセトン、3−メチル−2、4−ペンタンジオン、ベンゾイルアセトン等を挙げることができる。またβ−ケトエステルとしては、例えばアセト酢酸エチル、マロン酸ジエチル等を挙げることができる。これ以外の錯体形成剤も適用可能ではあるが、ジピバロイルメタンやそのTHF付加体、さらに焼成後、金属ハロゲン化物を形成するヘキサフルオロアセチルアセトンなどの錯体形成剤は、昇華性または揮発性の高い金属錯体を形成するため、本発明の塗布液への使用は不適当である。   Specific examples of the β-diketone used in the present invention include acetylacetone, 3-methyl-2, 4-pentanedione, benzoylacetone and the like. Examples of β-ketoesters include ethyl acetoacetate and diethyl malonate. Other complex-forming agents are also applicable, but complex-forming agents such as dipivaloylmethane and its THF adduct, and hexafluoroacetylacetone, which forms a metal halide after firing, are sublimable or volatile. Since it forms a high metal complex, it is unsuitable for use in the coating solution of the present invention.

グリコール類としては、下記一般式(VI)   As glycols, the following general formula (VI)

HOR8OH (VI) HOR 8 OH (VI)

(式中、R8は2価の炭素原子数1〜6の飽和または不飽和の炭化水素基を表す)
で表されるグリコールの中から選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。
(In the formula, R 8 represents a divalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms)
At least one selected from glycols represented by the formula is preferably used.

本発明で用いられるグリコール類としては、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、2−エチルエキサンジオール、グリセリングリコール等を例示的に挙げることができる。これらグリコール類は、安定化剤としてβ−ジケトンを用いた場合に特に効果があり、後の加水分解反応後の液の安定性を高める。   Specific examples of glycols used in the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butane diol, pentane diol, hexylene glycol, 2-ethyl hexane diol, and glycerin glycol. Can be listed. These glycols are particularly effective when β-diketone is used as a stabilizer, and increases the stability of the liquid after the subsequent hydrolysis reaction.

以上の安定化剤は、いずれも炭素原子数が1〜6の短鎖のものであることが、乾燥工程後の被膜の無機性を高める点で好ましい。   Any of the above stabilizers is preferably a short chain having 1 to 6 carbon atoms from the viewpoint of enhancing the inorganic properties of the coating after the drying step.

なお、酢酸、プロピオン酸、2−エチルヘキサン酸、酪酸、吉草酸等の、置換・非置換の低級モノカルボン酸類も、安定化剤として好適に用いることができる。   In addition, substituted or unsubstituted lower monocarboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, 2-ethylhexanoic acid, butyric acid, and valeric acid can also be suitably used as the stabilizer.

上述のように複合金属アルコキシドを無水カルボン酸類、ジカルボン酸モノエステル類、β−ジケトン類、グリコール類、低級モノカルボン酸類等を用いて、カルボキシル化、β−ジケトン化、キレート化等の処理をすることにより、極性を有し、しかも安定性に優れた生成物を得ることができ、加水分解性が向上するとともに、実用的な極性溶媒への溶解性も向上する。その結果、塗布液中でゾル−ゲル法による縮合重合反応を十分に進行させることができ、金属−酸素原子からなる無機結合(メタロキサン)結合の生成により、さらにBi等の特定の金属元素の析出(偏析)量、焼失量を低減することができるとともに、塗布液全体の無機化を高めることができる。   As described above, the composite metal alkoxide is treated with carboxylic anhydrides, dicarboxylic acid monoesters, β-diketones, glycols, lower monocarboxylic acids, and the like for carboxylation, β-diketonization, chelation and the like. As a result, a product having polarity and excellent stability can be obtained, hydrolyzability is improved, and solubility in a practical polar solvent is also improved. As a result, the condensation polymerization reaction by the sol-gel method can sufficiently proceed in the coating solution, and the formation of an inorganic bond (metalloxane) bond composed of metal-oxygen atoms further precipitates a specific metal element such as Bi. The amount of segregation and the amount of burnout can be reduced, and the mineralization of the entire coating liquid can be increased.

なお、上記安定化剤による安定化処理と、加水分解処理は、いずれを先に行ってもよく、また両者を併用してもよい。   In addition, either the stabilization process by the said stabilizer and a hydrolysis process may be performed first, and you may use both together.

これら加水分解処理、安定化処理により、塗布液の保存安定化、操作性向上、低温分解、高密度化、塗布性向上、実用的な有機溶媒に対する溶解性の向上を図ることができる。   By these hydrolysis treatment and stabilization treatment, it is possible to stabilize the storage of the coating solution, improve operability, lower temperature decomposition, increase the density, improve the coating property, and improve the solubility in a practical organic solvent.

上記Bi系強誘電体薄膜形成用塗布液の溶媒としては、飽和脂肪族系溶媒、芳香族系溶媒、アルコール系溶媒、グリコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒等を挙げることができる。   Examples of the solvent for the coating liquid for forming the Bi-based ferroelectric thin film include saturated aliphatic solvents, aromatic solvents, alcohol solvents, glycol solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, and the like. Can do.

アルコール系溶媒としては、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等が例示される。   Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, cyclohexanol, and methylcyclohexanol.

グリコール系溶媒としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、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メチルエーテル、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、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3,3’−ジメチルブタノール等が例示される。   Glycol solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoacetate, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene Examples include glycol dipropyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutanol, 3,3′-dimethylbutanol and the like.

エーテル系溶媒としては、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、ジオキサン等が例示される。   Examples of ether solvents include methylal, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, diethyl acetal, dihexyl ether, trioxane, dioxane and the like.

ケトン系溶媒としては、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例示される。   Ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, diethyl ketone, ethyl butyl ketone, trimethylnonanone, acetonitrile acetone, dimethyl oxide, phorone, cyclohexanone, diacetone alcohol. Etc. are exemplified.

エステル系溶媒としては、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、酪酸エチル、オキシイソ酪酸エチル、アセト酢酸エチル、乳酸エチル、メトキシブチルアセテート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル等が例示される。   Ester solvents include ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl propionate, ethyl butyrate, ethyl oxyisobutyrate, ethyl acetoacetate, ethyl lactate, methoxybutyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate , Triethyl citrate, tributyl citrate and the like.

また本発明では、加水分解処理によるゾル−ゲル化、安定化処理等を行うことから、低沸点のアルコール溶剤にとどまらず従来避けてきたような芳香族化合物(トルエンやキシレン等)や高沸点のジオール等などの組み合わせも使用が可能である。   Further, in the present invention, sol-gelation by a hydrolysis treatment, stabilization treatment, etc. are performed, so that not only low-boiling alcohol solvents but also aromatic compounds (toluene, xylene, etc.) and high-boiling-points that have been conventionally avoided. Combinations such as diols can also be used.

これら溶媒は、1種または2種以上を混合した形で用いることができる。本発明では薄膜形成時の塗布性や塗布液の安定性の理由により、アルコール系溶媒以外の溶媒が好ましくもちいられる。特にはグリコール系溶媒が好ましく用いられる。   These solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more. In the present invention, a solvent other than an alcohol-based solvent is preferably used for reasons of applicability during thin film formation and stability of the coating solution. In particular, a glycol solvent is preferably used.

上記Bi系強誘電体薄膜形成用塗布液中には、Bi、Ti、およびA金属元素(A金属元素を含まない場合はA=0として計算)を、Bi:(Ti+A)=1.07〜1.15:1(モル比)の割合で含有するのが好ましい。塗布液中の各成分のモル比を上記範囲内に調整することにより、強誘電性に優れ、また分極量(Pr)の高い被膜を形成することができる。   In the Bi-based ferroelectric thin film forming coating solution, Bi, Ti, and A metal element (calculated as A = 0 when A metal element is not included), Bi: (Ti + A) = 1.07 to It is preferable to contain it in the ratio of 1.15: 1 (molar ratio). By adjusting the molar ratio of each component in the coating solution within the above range, a film having excellent ferroelectricity and high polarization (Pr) can be formed.

次に、本発明のBi系強誘電体薄膜形成用塗布液を用いた強誘電体薄膜および強誘電体メモリ(強誘電体素子)の作製方法の一例を示す。ただしこれに限定されるものではない。   Next, an example of a method for manufacturing a ferroelectric thin film and a ferroelectric memory (ferroelectric element) using the coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film of the present invention will be described. However, it is not limited to this.

まず、Siウェーハ等の基板を酸化して基板上部にSi酸化膜を形成し、その上にPt、Ir、Ru、Re、Os等の金属、およびその金属酸化物である導電性金属酸化物をスパッタ法、蒸着法等の公知の方法により形成し、下部電極を作製する。そしてこの下部電極上に、スピンナー法、ディップ法等の公知の塗布法により本発明の塗布液を塗布し、50〜400℃、好ましくは150〜300℃の温度で第1回目の加熱処理(乾燥)を行い塗膜を形成する。次いで所望に応じて塗布から乾燥までの処理を複数回繰り返して、所望の膜厚に設定する。次いで酸素雰囲気中、600〜750℃の温度で本焼成を行い、結晶構造をもった強誘電体薄膜を形成する。本焼成工程においては、室温から5〜20℃/min程度の昇温速度で本焼成温度まで昇温し、その後本焼成温度を維持して10〜80分程度焼成するファーネス法、室温から50〜150℃/sec程度の昇温速度で本焼成温度まで昇温し、その後本焼成温度を維持して0.5〜3分間程度焼成するRTP法など、種々の焼成方法を選ぶことができる。本発明塗布液を用いることにより、本焼成(薄膜組成の結晶化)の温度を600〜700℃という低温で行うことができる。   First, a substrate such as a Si wafer is oxidized to form a Si oxide film on the substrate, and a metal such as Pt, Ir, Ru, Re, Os, and a conductive metal oxide that is a metal oxide thereof are formed thereon. The lower electrode is formed by a known method such as sputtering or vapor deposition. Then, the coating solution of the present invention is applied onto the lower electrode by a known coating method such as a spinner method or a dip method, and the first heat treatment (drying) is performed at a temperature of 50 to 400 ° C., preferably 150 to 300 ° C. ) To form a coating film. Subsequently, the process from application to drying is repeated a plurality of times as desired to set a desired film thickness. Next, main baking is performed at a temperature of 600 to 750 ° C. in an oxygen atmosphere to form a ferroelectric thin film having a crystal structure. In the main baking step, a furnace method in which the temperature is increased from room temperature to the main baking temperature at a temperature increase rate of about 5 to 20 ° C./min, and then the main baking temperature is maintained and baking is performed for about 10 to 80 minutes. Various firing methods such as an RTP method in which the temperature is raised to the main firing temperature at a temperature rise rate of about 150 ° C./sec and then fired for about 0.5 to 3 minutes while maintaining the main firing temperature can be selected. By using the coating solution of the present invention, the temperature of the main baking (crystallization of the thin film composition) can be performed at a low temperature of 600 to 700 ° C.

次いで、上述のようにして作製した強誘電体薄膜上に電極(上部電極)を形成する。上部電極としては、下部電極用材料として挙げた金属、金属酸化物等を用いることができ、これら材料をスパッタ法、蒸着法等の公知の方法により強誘電体薄膜上に形成し、酸素雰囲気中、600〜700℃で焼成して強誘電体メモリを作製する。このとき、上部電極としては、下部電極と異なる材料を用いてもよく、例えば、下部電極にIrを用い、上部電極にRuを用いてもよい。   Next, an electrode (upper electrode) is formed on the ferroelectric thin film produced as described above. As the upper electrode, the metals, metal oxides, etc. mentioned as the material for the lower electrode can be used. These materials are formed on the ferroelectric thin film by a known method such as sputtering or vapor deposition, and in an oxygen atmosphere. And firing at 600 to 700 ° C. to produce a ferroelectric memory. At this time, as the upper electrode, a material different from that of the lower electrode may be used. For example, Ir may be used for the lower electrode and Ru may be used for the upper electrode.

なお、加湿雰囲気下で加水分解反応を行う場合は、上述の仮焼成の前に、湿度50〜100%、好ましくは70〜100%、温度50〜120℃、10〜60分間で行うことができる。   In addition, when performing a hydrolysis reaction in a humidified atmosphere, it can be carried out at a humidity of 50 to 100%, preferably 70 to 100%, a temperature of 50 to 120 ° C., for 10 to 60 minutes before the above-described preliminary baking. .

本発明では、塗布液製造において、特に複合化、加水分解による無機化により、金属元素どうしの結びつきを強くして金属元素の析出(偏析)、焼失を抑制したことにより、リーク電流を抑えることができ、また結晶性、水素熱処理耐性および耐圧性等の強誘電体メモリとしての特性が向上した。   In the present invention, it is possible to suppress the leakage current in the coating liquid production by strengthening the connection between the metal elements and suppressing the precipitation (segregation) and burnout of the metal elements, particularly by the combination and mineralization by hydrolysis. In addition, the characteristics as a ferroelectric memory such as crystallinity, resistance to hydrogen heat treatment and pressure resistance are improved.

また、上記上部電極形成後、SiO2等の保護膜形成(パッシベーション)、アルミ配線等を行うが、特に水素熱処理耐性に優れることにより、パッシベーション膜形成時およびアルミ配線のフォーミング時の強誘電体特性の劣化の心配が少なく、BLSF膜を用いた強誘電体メモリの実用化が可能となった。 In addition, after forming the upper electrode, protective film formation (passivation) such as SiO 2 and aluminum wiring are performed. Particularly, since it has excellent resistance to hydrogen heat treatment, ferroelectric characteristics during passivation film formation and aluminum wiring forming Therefore, the ferroelectric memory using the BLSF film can be put into practical use.

また、上記ゾル−ゲル法(加水分解処理)による無機化が不十分な塗布液、または全く加水分解処理を行わない塗布液であっても、基板への被膜形成時において、被膜の焼成前に該被膜を加湿雰囲気中に一定時間晒すことにより、被膜の加水分解縮重合による無機化を行うことができ、もって緻密な膜の形成が可能である。   In addition, even if the coating solution is insufficiently mineralized by the sol-gel method (hydrolysis treatment) or is not subjected to any hydrolysis treatment, before the coating is fired at the time of forming the coating on the substrate. By exposing the coating film to a humidified atmosphere for a certain period of time, the coating film can be mineralized by hydrolytic condensation polymerization, and a dense film can be formed.

前記した塗布液中での加水分解処理は、過剰に行われると塗布液の増粘・ゲル化、または経時変化を引き起こすおそれがあるため、上記の被膜形成時の加水分解処理による方法も有効である。   If the hydrolysis treatment in the coating solution described above is performed excessively, the coating solution may become thickened / gelled or change with time. is there.

II.常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液(以下、「Bi系常誘電体薄膜形成用塗布液」とも記す。)   II. Coating liquid for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film (hereinafter also referred to as “Bi-based paraelectric thin film forming liquid”).

本発明におけるBi系常誘電体薄膜形成用塗液は、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含む、あるいは、少なくともBiアルコキシドとTiアルコキシドを混合してなる混合金属アルコキシドを含む、上記塗布液。   The coating liquid for forming a Bi-based paraelectric thin film in the present invention contains a mixed metal alkoxide formed by at least two metal alkoxides of Bi and Ti, or a mixed metal formed by mixing at least a Bi alkoxide and a Ti alkoxide. The said coating liquid containing an alkoxide.

混合アルコキシドは、アルコール溶液中にBiアルコキシド、Tiアルコキシドを添加して、混合することにより製造することができる。金属アルコキシドをなすアルコールは、上記I.の項目で述べたアルコールを好適に用いることができる。   The mixed alkoxide can be produced by adding Bi alkoxide and Ti alkoxide to an alcohol solution and mixing them. The alcohol forming the metal alkoxide is the above-mentioned I. The alcohol described in the item can be preferably used.

複合金属アルコキシドは、上記I.の項目で述べた方法と同様にして製造することができる。   The composite metal alkoxide is the above-mentioned I. It can be manufactured in the same manner as described in the item.

このように本発明に係るBi系常誘電体薄膜形成用塗液は、BIT系塗布液も含む。混合アルコキシドを含有する場合でも高誘電率、リーク電流の低減化を図ることができる。複合金属アルコキシドを用いたほうが、薄膜の緻密性に優れる。   Thus, the Bi-based paraelectric thin film forming coating solution according to the present invention also includes a BIT-based coating solution. Even when a mixed alkoxide is contained, a high dielectric constant and a reduction in leakage current can be achieved. The use of the composite metal alkoxide is superior in the denseness of the thin film.

上記Bi系常誘電体薄膜形成用塗液は、好ましくは、上記I.の項目において述べた一般式(I)で示される複合金属酸化物を含む常誘電性のBi系誘電体薄膜(すなわちBLT薄膜)を形成するためのものが好ましい。式中、A、B、x、y、z、n、αについては、上記で定義、説明したとおりである。ただし、常誘電体薄膜では、Biアルコキシド、Tiアルコキシドが混ざり合って混合アルコキシドをなす態様も含み得る。BiおよびTiを含む複合金属アルコキシドであってもよい。   The Bi-based paraelectric thin film-forming coating solution is preferably the above-mentioned I. A material for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film (that is, a BLT thin film) containing the composite metal oxide represented by the general formula (I) described in the item (1) is preferable. In the formula, A, B, x, y, z, n, and α are as defined and explained above. However, the paraelectric thin film may include a mode in which Bi alkoxide and Ti alkoxide are mixed to form a mixed alkoxide. It may be a composite metal alkoxide containing Bi and Ti.

常誘電性薄膜形成と強誘電性薄膜形成の違いは、上記一般式(I)で表される化合物を含む場合、その組成の違いに由来する場合と、薄膜形成条件による違いが主に挙げられる。   The difference between the formation of the paraelectric thin film and the ferroelectric thin film mainly includes the case where the compound represented by the above general formula (I) is derived from the difference in the composition and the difference in the thin film formation conditions. .

一般式(I)で示す薄膜形成を例にとると、強誘電体薄膜形成のための塗布液では、上記I.の項目でも述べたように、塗布液中の金属元素の割合を、Bi、TiおよびA金属元素がBi:(Ti+A)=1.07〜1.15:1(モル比)に調整するのが好ましい。またA金属元素としてはGeが好ましく用いられる。   Taking the thin film formation represented by the general formula (I) as an example, the coating liquid for forming a ferroelectric thin film is the above-mentioned I. As described in the above item, the ratio of the metal element in the coating solution is adjusted so that Bi, Ti and A metal elements are Bi: (Ti + A) = 1.07 to 1.15: 1 (molar ratio). preferable. Further, Ge is preferably used as the A metal element.

これに対し常誘電体薄膜を形成するには、塗布液中の金属元素の割合を、Bi、TiおよびA金属元素がBi:(Ti+A)=0.90〜1.06:1(モル比)に調整するのが好ましい。また、常誘電性薄膜形成用塗布液では、A金属元素としてはGe、B元素としては、Sr、Ba、Pr、エルビウム(Er)、イットリウム(Y)などが好ましく用いられる。   On the other hand, in order to form a paraelectric thin film, the ratio of the metal element in the coating solution is as follows: Bi, Ti and A metal element are Bi: (Ti + A) = 0.90 to 1.06: 1 (molar ratio). It is preferable to adjust to. In the coating liquid for forming a paraelectric thin film, Ge is used as the A metal element, and Sr, Ba, Pr, erbium (Er), yttrium (Y), etc. are preferably used as the B element.

常誘電性薄膜形成条件は以下のとおりである。   Paraelectric thin film formation conditions are as follows.

塗布液が、Bi:(Ti+A)=0.90〜1.06:1(モル比)に調整した組成の場合、特に形成手段は限定されず、従前の誘電体被膜形成手段により常誘電性の薄膜を形成することができる。   In the case where the coating solution has a composition adjusted to Bi: (Ti + A) = 0.90 to 1.06: 1 (molar ratio), the forming means is not particularly limited, and the paraelectric property is reduced by the conventional dielectric film forming means. A thin film can be formed.

なお、好適な形成手段としては、基板上に塗布液を塗布し、次いで50〜400℃、好ましくは150〜300℃の第1回目の加熱(乾燥)処理を行って塗膜を形成し、所望に応じて塗布から乾燥までの処理を複数回繰返して塗膜の積層体を形成し、次いで、600〜700℃、好ましくは600〜670℃で、第2回目の加熱処理(焼成処理)を行うことで薄膜を形成する手段が挙げられる。   As a suitable forming means, a coating liquid is applied on the substrate, and then a first heating (drying) treatment at 50 to 400 ° C., preferably 150 to 300 ° C. is performed to form a coating film. Depending on the process, the process from coating to drying is repeated a plurality of times to form a laminate of coating films, and then the second heat treatment (firing process) is performed at 600 to 700 ° C., preferably 600 to 670 ° C. Thus, there is a means for forming a thin film.

これにより、常誘電性でありながら高誘電率を有する好適な常誘電性薄膜を形成することができる。   Thereby, a suitable paraelectric thin film having a high dielectric constant while being paraelectric can be formed.

また、塗布液が、Bi:(Ti+A)=0.90〜1.06:1(モル比)に調整した組成でない場合、好適な常誘電性薄膜を形成するためには、以下の手段を用いることが好ましい。   In addition, when the coating liquid is not a composition adjusted to Bi: (Ti + A) = 0.90 to 1.06: 1 (molar ratio), the following means are used to form a suitable paraelectric thin film. It is preferable.

基板上に塗布液を塗布し、加熱による乾燥処理を施すことなく、500〜700℃、好ましくは550〜650℃で第1回目の加熱処理(仮焼成)処理を行って塗膜を形成する。所望に応じて塗布から焼成までの処理を複数回繰返して塗膜の積層体を形成する。次いで、600〜700℃、好ましくは600〜670℃で、第2回目の加熱処理(焼成処理)を行うことで薄膜を形成する。これにより、常誘電性でありながら高誘電率を有する好適な常誘電性薄膜を形成することができる。   A coating solution is formed on a substrate by applying a coating solution and performing a first heat treatment (preliminary firing) at 500 to 700 ° C., preferably 550 to 650 ° C., without applying a drying treatment by heating. If desired, the process from coating to baking is repeated a plurality of times to form a laminate of coating films. Next, a thin film is formed by performing a second heat treatment (baking treatment) at 600 to 700 ° C., preferably 600 to 670 ° C. Thereby, a suitable paraelectric thin film having a high dielectric constant while being paraelectric can be formed.

なお、上記乾燥処理は、実質的に加熱処理を施さないで塗膜を乾燥させる処理であることを意味するが、塗膜中の有機成分の分解現象が、実質的に生じない程度の加熱処理(例えば常温に近い温度)であれば、それも包含し得る。   In addition, although the said drying process means the process which dries a coating film substantially without performing a heat processing, the heat processing of the grade which does not produce the decomposition | disassembly phenomenon of the organic component in a coating film substantially. (For example, a temperature close to room temperature) may be included.

常誘電体薄膜形成用塗布液に配合される成分(例えば溶媒、安定化剤、アルカノールアミンの配合など)、誘電体素子形成等に関しては、上記I.の項目で説明したとおりである。   Regarding the components (for example, the combination of a solvent, a stabilizer, an alkanolamine, etc.) blended in the coating liquid for forming a paraelectric thin film, dielectric element formation, etc. As described in the item.

なお、Bi系誘電体薄膜形成用塗布液中におけるBi、Ti、La、A金属元素成分、B金属元素成分の含有量は、本発明の塗布液の適用箇所、条件によって種々変化し、適用デバイスの種類(FRAM用、DRAM用、MFS用、MFIS用、MFMIS用等)や、使用する上部、下部電極の種類、厚さ、組み合わせ、バリヤ層の種類、厚さ、さらにシードレイヤーの有無(配向膜)等、そのときどきに応じた適正値を選ぶことができる。   The contents of Bi, Ti, La, A metal element component, and B metal element component in the Bi-based dielectric thin film forming coating solution vary depending on the application location and conditions of the coating solution of the present invention. Types (for FRAM, DRAM, MFS, MFIS, MFMIS, etc.), types of upper and lower electrodes used, thickness, combination, barrier layer type, thickness, and presence / absence of seed layer (orientation) The appropriate value can be selected according to the time.

それぞれの有機金属化合物の配合量、残留アルコキシ基の種類と量、カルボニル基配合割合、錯体化度合、加水分解率や、縮合重合度合、複合アルコキシ化度合等は、本発明の塗布液が用いられる用途、条件(乾燥、焼成時における温度、時間、雰囲気、昇温方法など)等によって幾通りにも選択可能であるため、以下の実施例に示す本発明の態様は、これら多くの適用分野に対するほんの一例に過ぎず、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものでない。
[実施例]
The coating liquid of the present invention is used for the blending amount of each organometallic compound, the type and amount of residual alkoxy groups, the carbonyl group blending ratio, the degree of complexation, the hydrolysis rate, the degree of condensation polymerization, the degree of complex alkoxylation, and the like. Since it can be selected in various ways depending on the application, conditions (temperature during drying, firing, temperature, atmosphere, temperature raising method, etc.), the embodiments of the present invention shown in the following examples are suitable for these many application fields. It is only an example and this invention is not limited at all by these Examples.
[Example]

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples.

[Bi系強誘電性薄膜形成用塗布液]
(合成例1)
[Bi-based ferroelectric thin film forming coating solution]
(Synthesis Example 1)

〔上記一般式(I)中、n=1.0250、x=0.7317、y=0、Z=1、α=0.1500を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.12:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0750モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。ここにビスマストリブトキシドを0.3350モル添加して、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−Laの3種複合金属アルコキシドを合成した(BLT複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1.12: 1 showing n = 1.0250, x = 0.7317, y = 0, Z = 1, α = 0.1500) (Molar ratio)))
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0750 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and these were put into an eggplant flask, and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide was added in an amount of 0.3350 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a Bi—Ti—La triple metal alkoxide (BLT composite solution).

上記BLT複合化液に、安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加して室温で攪拌し、さらに安定化剤としてトリエタノールアミンを0.2000モル添加した後に、60℃に加熱して濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例2)
To the above BLT composite solution, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid as a stabilizer was added and stirred at room temperature. Further, 0.2000 mol of triethanolamine was added as a stabilizer and then heated to 60 ° C. Then, 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 2)

〔上記一般式(I)中、n=1.0250、x=0.7317、y=0、Z=1、α=0.1500を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.12:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0750モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。ここにビスマストリブトキシドを0.3350モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−Laの3種複合金属アルコキシドを合成した(BLT複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1.12: 1 showing n = 1.0250, x = 0.7317, y = 0, Z = 1, α = 0.1500) (Molar ratio)))
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0750 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and this was put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide was added in an amount of 0.3350 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a Bi—Ti—La triple metal alkoxide (BLT composite solution).

上記BLT複合化液に、安定化剤としてアセト酢酸エチルを0.3000モル添加して加熱攪拌を行った後、水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。ここにさらに安定化剤として添加剤としてプロピレングリコールを0.1000モル添加し、室温で攪拌してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例3)
To the BLT composite solution, 0.3000 mol of ethyl acetoacetate as a stabilizer was added and heated and stirred, and then 0.2000 mol of water was added and stirred at room temperature. Further, 0.1000 mol of propylene glycol as an additive was added as a stabilizer and stirred at room temperature to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT-based) thin film.
(Synthesis Example 3)

〔上記一般式(I)中、n=1.0250、x=0.6829、y=0、z=0.5714、α=0.1500を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.13:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0400モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。ここにビスマストリブトキシドを0.3400モル、トリイソプロポキシプラセオジウムを0.0300モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Prの4種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1.13 showing n = 1.0250, x = 0.60829, y = 0, z = 0.5714, α = 0.1500) : 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0400 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and these were put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. To this, 0.3400 mol of bismuth tributoxide and 0.0300 mol of triisopropoxy praseodymium were added, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a bimetallic compound alkoxide of Bi—Ti—La—Pr (BLT). System composite liquid).

このBLT系複合化液に、水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例4)
To this BLT composite solution, 0.2000 mol of water was added and stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 4)

〔上記一般式(I)中、n=0.9762、x=0.6829、y=0.1429、z=1、α=−0.1429を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.08:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0667モル、チタンテトラブトキシドを0.2857モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3238モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Geの4種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1.n = n = 0.9762, x = 0.6829, y = 0.1429, z = 1, α = −0.1429). 08: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0667 mol of lanthanum acetate, 0.2857 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. went. Bismuth tributoxide was added in an amount of 0.3238 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi—Ti—La—Ge four-component metal alkoxide (BLT-based composite solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例5)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 5)

〔上記一般式(I)中、n=0.9881、x=0.7080、y=0.1429、z=0.9435、α=−0.0714を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.08:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0660モル、セリウムトリメトキシプロピレートを0.0040モル、チタンテトラブトキシドを0.2857モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3238モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Ce−Geの5種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = n = 0.99881, x = 0.080, y = 0.1429, z = 0.9435, α = −0.0714) 1.08: 1 (molar ratio))]
In 1-methoxy-2-propanol, 0.0660 mol of lanthanum acetate, 0.0040 mol of cerium trimethoxypropylate, 0.2857 mol of titanium tetrabutoxide and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide were added. The mixture was placed in an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide was added in an amount of 0.3238 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi-Ti—La—Ce—Ge five-metal complex alkoxide (BLT composite solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。   0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.

[Bi系常誘電性薄膜形成用塗布液]
(合成例6)
[Bi-based paraelectric thin film forming coating solution]
(Synthesis Example 6)

〔上記一般式(I)中、n=0.830、x=0.6747、y=0、z=1、α=−1.020を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=0.92:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0560モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.2760モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−Laの3種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), n = 0.830, x = 0.6747, y = 0, z = 1, α = −1.020 coating liquid (Bi: (Ti + A) = 0.92: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0560 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and this was put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide was added thereto in an amount of 0.2760 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a Bi—Ti—La three-component metal alkoxide (BLT-based composite solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例7)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 7)

〔上記一般式(I)中、n=0.9338、x=0.6747、y=0、z=1、α=−0.3975を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.04:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0630モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3105モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−Laの3種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1.04: n = 0.9338, x = 0.6747, y = 0, z = 1, α = −0.3975): 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0630 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and this was put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide was added to them in an amount of 0.3105 mol, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a Bi—Ti—La three-component metal alkoxide (BLT-based composite solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例8)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 8)

〔上記一般式(I)中、n=1.0375、x=1.3398、y=0、z=0.4029、α=0.2250を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=0.92:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0560モル、チタンテトラブトキシドを0.3000モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.2760モル、トリイソプロポキシプラセオジウムを0.0830モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Prの4種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 0.92 showing n = 1.0375, x = 1.3398, y = 0, z = 0.4029, α = 0.2250) : 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0560 mol of lanthanum acetate and 0.3000 mol of titanium tetrabutoxide were added, and these were put into an eggplant flask, and heated and stirred at 80 ° C. Bismuth tributoxide (0.2760 mol) and triisopropoxy praseodymium (0.0830 mol) were added to them, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi-Ti-La-Pr four-metal complex alkoxide (BLT). System composite liquid).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例9)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 9)

〔上記一般式(I)中、n=0.8893、x=0.6747、y=0.1429、z=1、α=−0.6645を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=0.99:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0600モル、チタンテトラブトキシドを0.2875モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.2957モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Geの4種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), n = 0.8893, x = 0.6747, y = 0.1429, z = 1, α = −0.6645 coating liquid (Bi: (Ti + A) = 0. 99: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0600 mol of lanthanum acetate, 0.2875 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. went. 0.2957 mol of bismuth tributoxide was added to them, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi—Ti—La—Ge four-component metal alkoxide (BLT-based composite solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例10)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C. and substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 10)

〔上記一般式(I)において、n=0.9881、x=0.8210、y=0.1429、z=0.7622、α=−0.0714を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.05:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0633モル、チタンテトラブトキシドを0.2875モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3121モル、エルビニウムイソプロポキシドを0.0198モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Er−Geの5種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), coating solution (Bi: (Ti + A) = n = 0.9881, x = 0.8210, y = 0.1429, z = 0.7622, α = −0.0714) 1.05: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0633 mol of lanthanum acetate, 0.2875 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. went. Bismuth tributoxide (0.3121 mol) and erbium isopropoxide (0.0198 mol) were added to them, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi-Ti-La-Er-Ge five-metal complex alkoxide. (BLT complex solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例11)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 11)

〔上記一般式(I)において、n=0.9881、x=0.8210、y=0.1429、z=0.7622、α=−0.0716を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.05:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0633モル、チタンテトラブトキシドを0.2875モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3121モル、イットリウムトリメトキシプロピレートを0.0198モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Y−Geの5種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = n = 0.9881, x = 0.8210, y = 0.1429, z = 0.7622, α = −0.0716) 1.05: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0633 mol of lanthanum acetate, 0.2875 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. went. Bismuth tributoxide 0.3121 mol and yttrium trimethoxypropylate 0.0198 mol were added to them, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a bimetallic compound alkoxide of Bi—Ti—La—Y—Ge. (BLT complex solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例12)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 12)

〔上記一般式(I)中、n=1.0128、x=0.9180、y=0.1429、z=0.6812、α=0.0768を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.04:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0633モル、チタンテトラブトキシドを0.2875モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ、80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3121モル、バリウムジイソプロポキシドを0.0296モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Ba−Geの5種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1 indicating n = 1.0128, x = 0.9180, y = 0.1429, z = 0.6812, α = 0.0768) .04: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0633 mol of lanthanum acetate, 0.2875 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are put into an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. went. Bismuth tributoxide (0.3121 mol) and barium diisopropoxide (0.0296 mol) were added thereto, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize a bimetallic compound alkoxide of Bi—Ti—La—Ba—Ge. (BLT complex solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。
(合成例13)
0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C., and 1-methoxy-2-propanol was substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.
(Synthesis Example 13)

〔上記一般式(I)中、n=1.0128、x=0.9180、y=0.1429、z=0.6812、α=0.0768を示す塗布液(Bi:(Ti+A)=1.04:1(モル比))〕
1−メトキシ−2−プロパノールに、酢酸ランタンを0.0633モル、チタンテトラブトキシドを0.2875モル、ゲルマニウムテトラブトキシドを0.0143モル添加し、これらをナスフラスコに入れ80℃で加熱攪拌を行った。それらにビスマストリブトキシドを0.3121モル、ストロンチウムジイソプロポキシドを0.0296モル添加し、再び60℃で加熱攪拌を行い、Bi−Ti−La−Sr−Geの5種複合金属アルコキシドを合成した(BLT系複合化液)。
[In the above general formula (I), a coating solution (Bi: (Ti + A) = 1 indicating n = 1.0128, x = 0.9180, y = 0.1429, z = 0.6812, α = 0.0768) .04: 1 (molar ratio))]
To 1-methoxy-2-propanol, 0.0633 mol of lanthanum acetate, 0.2875 mol of titanium tetrabutoxide, and 0.0143 mol of germanium tetrabutoxide are added, and these are placed in an eggplant flask and heated and stirred at 80 ° C. It was. Bismuth tributoxide (0.3121 mol) and strontium diisopropoxide (0.0296 mol) were added to them, and the mixture was again heated and stirred at 60 ° C. to synthesize Bi-Ti-La-Sr-Ge 5-type complex metal alkoxide. (BLT complex solution).

このBLT系複合化液に水を0.2000モル添加し、室温にて攪拌を行った。それらに安定化剤として2−エチルヘキサン酸を0.3000モル添加し、室温で攪拌した。それらを60℃加熱により濃縮し、1,2−ジメトキシ−プロパンに置換してチタン酸ランタンビスマス(BLT系)薄膜形成用塗布液を調製した。   0.2000 mol of water was added to this BLT composite solution, and the mixture was stirred at room temperature. To these, 0.3000 mol of 2-ethylhexanoic acid was added as a stabilizer and stirred at room temperature. They were concentrated by heating at 60 ° C. and substituted with 1,2-dimethoxy-propane to prepare a coating solution for forming a lanthanum bismuth titanate (BLT system) thin film.

合成例1、2で調製したBi系強誘電体薄膜形成用塗布液を用いて、下記により塗布性と密度の評価を行った。   Using the coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film prepared in Synthesis Examples 1 and 2, the applicability and density were evaluated as follows.

[塗布性]
100nm厚の熱酸化膜SiO2が形成された6インチシリコンウェーハ上にスパッタリング法により60nmのPt下部電極を形成した。
[Applicability]
A 60 nm Pt lower electrode was formed by sputtering on a 6 inch silicon wafer on which a 100 nm thick thermal oxide film SiO 2 was formed.

合成例1、2で調製したBi系強誘電体薄膜形成用塗布液を上記基板上に500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布した段階で、目視により塗膜表面の状態を観察した。その後700℃で30分間加熱処理を行い、同様に目視により薄膜表面の状態を観察した。結果を表1に示す。
(塗布後加熱処理前の塗膜の状態)
◎: 均一に塗布ができた
(加熱処理後の薄膜の状態)
◎: 均一な薄膜形成ができた
At the stage where the coating liquid for forming a Bi-based ferroelectric thin film prepared in Synthesis Examples 1 and 2 was spin-coated on the substrate at 500 rpm for 1 second and then at 2000 rpm for 30 seconds, the state of the coating film surface was visually observed. Thereafter, a heat treatment was performed at 700 ° C. for 30 minutes, and the state of the thin film surface was similarly observed visually. The results are shown in Table 1.
(The state of the coating film after application and before heat treatment)
A: Uniform coating was possible (state of thin film after heat treatment)
A: A uniform thin film was formed.

[密度]
合成例1、2で調製したBi系強誘電体薄膜形成用塗布液を100nmの熱酸化膜SiO2が形成された3インチシリコンウェーハ上に500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、その後700℃で30分間加熱処理を行い、薄膜を作成した。それらをエリプソメーターにより膜厚、屈折率を算出し密度の測定を行った。膜厚が同等である場合、屈折率が高ければ密度は高く、屈折率が低ければ密度が低いと判定した。結果を表1に示す。
[density]
The Bi-based ferroelectric thin film forming coating solution prepared in Synthesis Examples 1 and 2 was spin-coated on a 3-inch silicon wafer on which a thermal oxide film SiO 2 of 100 nm was formed for 1 second at 500 rpm and then for 30 seconds at 2000 rpm. Thereafter, a heat treatment was performed at 700 ° C. for 30 minutes to form a thin film. The film thickness and refractive index were calculated using an ellipsometer, and the density was measured. When the film thickness was the same, it was determined that the density was high if the refractive index was high, and the density was low if the refractive index was low. The results are shown in Table 1.

Figure 2005255468
Figure 2005255468

表1に示す塗布性の結果より、合成例1の塗布液ではストラエーションの発生はなく、焼成後の薄膜が曇ることもなかった。これはアルカノールアミンを添加した効果が有効に働き塗布性向上につながったものと思われる。合成例2は問題なく均一な薄膜が作成できた。これは加水分解の効果であると考えられる。また表1に示す密度の結果より、合成例1、2の塗布液から作成した薄膜は屈折率が高く密度が高いことがわかる。   From the results of coating properties shown in Table 1, no striation occurred in the coating solution of Synthesis Example 1, and the fired thin film did not become cloudy. This is thought to be due to the effect of adding alkanolamines effectively leading to improved coatability. In Synthesis Example 2, a uniform thin film could be produced without any problem. This is considered to be a hydrolysis effect. From the density results shown in Table 1, it can be seen that the thin films prepared from the coating solutions of Synthesis Examples 1 and 2 have a high refractive index and a high density.

[合成例1、2で調製した塗布液を用いた、加熱温度と薄膜結晶化との関係についての評価]
合成例1、2で調製した塗布液を用いて、加熱温度650℃、あるいは700℃で加熱処理を行って薄膜を形成し、加熱温度と薄膜の結晶化との関係について評価した。
[Evaluation of relationship between heating temperature and thin film crystallization using coating solutions prepared in Synthesis Examples 1 and 2]
Using the coating solutions prepared in Synthesis Examples 1 and 2, a heat treatment was performed at a heating temperature of 650 ° C. or 700 ° C. to form a thin film, and the relationship between the heating temperature and crystallization of the thin film was evaluated.

すなわち、まず100nm厚の熱酸化膜SiO2が形成された6インチシリコンウェーハ上にスパッタリング法により60nmのPt下部電極を形成した。 Specifically, a 60 nm Pt lower electrode was first formed by sputtering on a 6 inch silicon wafer on which a 100 nm thick thermal oxide film SiO 2 was formed.

該下部電極を有する基板上に、合成例1、2で調製した塗布液を、スピンコーターを用いて、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、250℃、5分間の乾燥を行った。この塗布−乾燥工程を合計で4回繰り返し、最後に酸素雰囲気中、650℃、60分、または700℃、60分の加熱処理(第1加熱処理)を行って、膜厚150nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。   On the substrate having the lower electrode, the coating solution prepared in Synthesis Examples 1 and 2 is spin-coated at 500 rpm for 1 second and then at 2000 rpm for 30 seconds using a spin coater, and dried at 250 ° C. for 5 minutes. It was. This coating-drying process is repeated four times in total, and finally, a heat treatment (first heat treatment) at 650 ° C. for 60 minutes or 700 ° C. for 60 minutes is performed in an oxygen atmosphere to form a BLT dielectric having a film thickness of 150 nm. A body thin film was formed.

この薄膜のX線回折(XRD)測定を行い、XRD曲線を得た。合成例1により作成した薄膜のXRD曲線を図1に、合成例2により作成した薄膜のXRD曲線を図2示す。   The thin film was subjected to X-ray diffraction (XRD) measurement to obtain an XRD curve. FIG. 1 shows the XRD curve of the thin film prepared by Synthesis Example 1, and FIG. 2 shows the XRD curve of the thin film prepared by Synthesis Example 2.

図1、2より、合成例1、2のどちらの塗布液も、650℃、700℃の低温焼成条件のいずれにおいても、薄膜が目的のチタン酸ランタンビスマス(BLT)の結晶構造を形成していることがわかった。   As can be seen from FIGS. 1 and 2, in any of the coating solutions of Synthesis Examples 1 and 2, the thin film forms the crystal structure of the target lanthanum bismuth titanate (BLT) under both low temperature firing conditions of 650 ° C. and 700 ° C. I found out.

[実施例2で形成した誘電体薄膜を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性]
実施例2で形成した各薄膜に対して、メタルマスクを介し、直径200μm、膜厚300nmのPt上部電極を、RFマグネトロンスパッタリング法により形成した。
[Hysteresis Characteristics of Dielectric Element Formed Using Dielectric Thin Film Formed in Example 2]
For each thin film formed in Example 2, a Pt upper electrode having a diameter of 200 μm and a thickness of 300 nm was formed by RF magnetron sputtering through a metal mask.

次いで、酸素雰囲気中、実施例2で処理した温度と同じ温度で、650℃、30分間、または700℃、30分間のリカバリーアニール(第2加熱処理)を行い、誘電体素子を形成した。この誘電体素子のヒステリシス曲線を図3−1、図3−2に示す。   Next, recovery annealing (second heat treatment) at 650 ° C. for 30 minutes or 700 ° C. for 30 minutes was performed in an oxygen atmosphere at the same temperature as that processed in Example 2 to form a dielectric element. The hysteresis curves of this dielectric element are shown in FIGS. 3-1 and 3-2.

図3−1、図3−2より、合成例1、2の塗布液から作成した薄膜において、650℃、700℃の低温焼成条件においても分極値(Pr)の大きなBLT系強誘電体薄膜が形成できることがわかった。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the BLT ferroelectric thin film having a large polarization value (Pr) under the low temperature firing conditions of 650 ° C. and 700 ° C. in the thin films prepared from the coating liquids of Synthesis Examples 1 and 2. It was found that it can be formed.

[合成例3で調製した塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性]
実施例2と同様の手法により、合成例3で調製した塗布液を、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、250℃、5分間の乾燥を行い、これら塗布−乾燥の工程を4回繰り返し、最後に酸素雰囲気中、650℃、30分間の加熱処理(第1加熱処理)を行い、次いで700℃、60分の加熱処理(第2加熱処理)を行い、150nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。
[Hysteresis characteristics of dielectric element formed using coating solution prepared in Synthesis Example 3]
In the same manner as in Example 2, the coating solution prepared in Synthesis Example 3 was spin-coated at 500 rpm for 1 second, then 2000 rpm for 30 seconds, dried at 250 ° C. for 5 minutes, and these coating-drying steps were performed. Repeated 4 times, and finally, heat treatment (first heat treatment) at 650 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere, followed by heat treatment (second heat treatment) at 700 ° C. for 60 minutes, and a BLT dielectric of 150 nm A body thin film was formed.

次いで、実施例3と同様の手法によりPt上部電極を形成させ、700℃のリカバリーアニール(第3加熱処理)を行い、素子を作成した。この素子のヒステリシス曲線を図4示す。   Next, a Pt upper electrode was formed in the same manner as in Example 3, and recovery annealing (third heat treatment) at 700 ° C. was performed to produce an element. The hysteresis curve of this element is shown in FIG.

図4により、700℃の低温焼成条件においても、分極量(Pr)の大きなBLT系強誘電体薄膜が形成できることがわかった。   FIG. 4 shows that a BLT ferroelectric thin film having a large polarization amount (Pr) can be formed even under low-temperature firing conditions of 700.degree.

[合成例4で調製した塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性、リーク特性]
実施例2と同様の手法により、合成例4で調製した塗布液を、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、250℃、5分間の乾燥を行い、これら塗布〜乾燥工程を5回繰り返した後、酸素雰囲気中、650℃、30分間の加熱処理(第1加熱処理)を行い、次いで700℃、60分の加熱処理(第2加熱処理)を行い、膜厚190nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。
[Hysteresis characteristics and leak characteristics of dielectric elements formed using the coating solution prepared in Synthesis Example 4]
In the same manner as in Example 2, the coating solution prepared in Synthesis Example 4 was spin-coated at 500 rpm for 1 second and then at 2000 rpm for 30 seconds, and dried at 250 ° C. for 5 minutes. After repeating the above, a heat treatment (first heat treatment) is performed at 650 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere, followed by a heat treatment (second heat treatment) at 700 ° C. for 60 minutes, and a BLT system having a film thickness of 190 nm A dielectric thin film was formed.

次いで、実施例3と同様の手法により、Pt上部電極を形成させ、700℃のリカバリーアニール(第3加熱処理)を行い、誘電体素子を作成した。該誘電体素子のヒステリシス曲線を図5に、リーク特性を図6に、それぞれ示す。   Next, a Pt upper electrode was formed by the same method as in Example 3, and recovery annealing (third heat treatment) at 700 ° C. was performed to produce a dielectric element. FIG. 5 shows a hysteresis curve of the dielectric element, and FIG. 6 shows a leak characteristic.

図5から明らかなように、700℃の低温焼成条件においても分極量(Pr)の大きなBLT系強誘電体薄膜が形成できることがわかった。また図6から、リーク特性も優れることがわかった。   As is apparent from FIG. 5, it was found that a BLT ferroelectric thin film having a large polarization (Pr) can be formed even under low temperature firing conditions of 700 ° C. Moreover, it was found from FIG. 6 that the leak characteristics are also excellent.

[合成例5で調製した塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性、リーク特性]
実施例2と同様の手法により、合成例5で調製した塗布液を、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、250℃、5分間の乾燥を行い、これら塗布〜乾燥工程を4回繰り返した後、酸素雰囲気中、650℃、30分間の加熱処理(第1加熱処理)を行い、次いで700℃、60分間の加熱処理(第2加熱処理)を行い、膜厚150nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。
[Hysteresis characteristics and leak characteristics of dielectric elements formed using the coating solution prepared in Synthesis Example 5]
In the same manner as in Example 2, the coating solution prepared in Synthesis Example 5 was spin-coated at 500 rpm for 1 second and then at 2000 rpm for 30 seconds, and dried at 250 ° C. for 5 minutes. After repeating the above, a heat treatment (first heat treatment) at 650 ° C. for 30 minutes is performed in an oxygen atmosphere, followed by a heat treatment (second heat treatment) at 700 ° C. for 60 minutes, and a BLT system having a film thickness of 150 nm A dielectric thin film was formed.

次いで、実施例3と同様の手法により、Pt上部電極を形成させ、700℃のリカバリーアニール(第3加熱処理)を行い、誘電体素子を作成した。該誘電体素子のヒステリシス曲線を図7に、リーク特性を図8にそれぞれ示す。   Next, a Pt upper electrode was formed by the same method as in Example 3, and recovery annealing (third heat treatment) at 700 ° C. was performed to produce a dielectric element. FIG. 7 shows a hysteresis curve of the dielectric element, and FIG. 8 shows a leak characteristic.

図7から、700℃の低温焼成条件においても分極量(Pr)の大きなBLT系強誘電体薄膜が形成できることがわかった。また図8から、リーク特性も非常に優れていくことがわかった。   From FIG. 7, it was found that a BLT ferroelectric thin film having a large polarization amount (Pr) can be formed even under a low temperature firing condition of 700 ° C. Moreover, it was found from FIG. 8 that the leak characteristics are very excellent.

強誘電性を示す薄膜を形成することができた塗布液と同じ塗布液を用いて、成膜条件(加熱条件)を変えることで、常誘電性薄膜を形成することができることを以下に示す。   It will be shown below that a paraelectric thin film can be formed by changing the film forming conditions (heating conditions) using the same coating liquid as that used to form a ferroelectric thin film.

合成例2で調製した塗布液を用いた。なお該塗布液を用いて得られた薄膜が強誘電性を示すBLT結晶薄膜であることが実施例2、3で確認されている。   The coating solution prepared in Synthesis Example 2 was used. In Examples 2 and 3, it was confirmed that the thin film obtained using the coating solution was a BLT crystal thin film exhibiting ferroelectricity.

すなわち、まず100nm厚の熱酸化膜SiO2が形成された6インチシリコンウェーハ上にスパッタリング法により60nmのPt下部電極を形成した。 Specifically, a 60 nm Pt lower electrode was first formed by sputtering on a 6 inch silicon wafer on which a 100 nm thick thermal oxide film SiO 2 was formed.

該下部電極を有する基板上に、スピンコーターを用いて、合成例2で調製した塗布液を、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、酸素雰囲気中、600℃、60分、または650℃、60分の加熱処理(第1加熱処理)を行った。これら塗布−加熱処理の工程を4回繰り返した後、酸素雰囲気中、650℃、60分の加熱処理(第2加熱処理)を行って、膜厚150nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。この薄膜のX線回折(XRD)測定を行い、XRD曲線を得た。結果を図9に示す。   On the substrate having the lower electrode, the coating solution prepared in Synthesis Example 2 is spin-coated at 500 rpm for 1 second and then at 2000 rpm for 30 seconds using a spin coater, and in an oxygen atmosphere at 600 ° C. for 60 minutes, or A heat treatment (first heat treatment) at 650 ° C. for 60 minutes was performed. After repeating these coating-heat treatment processes four times, a heat treatment (second heat treatment) at 650 ° C. for 60 minutes was performed in an oxygen atmosphere to form a BLT dielectric thin film having a thickness of 150 nm. The thin film was subjected to X-ray diffraction (XRD) measurement to obtain an XRD curve. The results are shown in FIG.

図9から明らかなように、実施例2、3では、目的のチタン酸ランタンビスマスの結晶構造を形成していた合成例2の塗布液が、当実施例7ではチタン酸ランタンビスマスの結晶性が低くなり、アモルファス状態が多いことを確認した。   As is apparent from FIG. 9, in Examples 2 and 3, the coating solution of Synthesis Example 2 that formed the crystal structure of the target lanthanum bismuth titanate was used. In Example 7, the crystallinity of lanthanum bismuth titanate was increased. It became low and confirmed that there were many amorphous states.

[実施例7で形成した誘電体薄膜を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性、リーク特性]
実施例7で形成した薄膜に対して、メタルマスクを介し、直径200μm、膜厚300nmのPt上部電極を、RFマグネトロンスパッタリング法により形成した。
[Hysteresis Characteristics and Leakage Characteristics of Dielectric Element Formed Using Dielectric Thin Film Formed in Example 7]
A Pt upper electrode having a diameter of 200 μm and a thickness of 300 nm was formed on the thin film formed in Example 7 through a metal mask by an RF magnetron sputtering method.

次いで、酸素雰囲気中、650℃のリカバリーアニール(第3加熱処理)を行った。当該誘電体素子のリカバリーアニール後のヒステリシス曲線を図10に示す。   Next, recovery annealing (third heat treatment) at 650 ° C. was performed in an oxygen atmosphere. FIG. 10 shows a hysteresis curve after recovery annealing of the dielectric element.

図10から明らかなように、実施例2、3では強誘電性を示す誘電体薄膜を形成した合成例2の塗布液が、加熱(焼成)法を変えたことにより、650℃低温焼成条件において常誘電性を示す誘電体薄膜が形成できることがわかり、また図11から、該薄膜を用いて作成した誘電体素子はリーク特性が優れていることがわかった。   As is clear from FIG. 10, in Examples 2 and 3, the coating liquid of Synthesis Example 2 in which the dielectric thin film exhibiting ferroelectricity was formed under a 650 ° C. low temperature firing condition by changing the heating (firing) method. It was found that a dielectric thin film exhibiting a paraelectric property can be formed, and from FIG. 11, it was found that a dielectric element produced using the thin film has excellent leakage characteristics.

[常誘電性を示す金属組成例]
100nm厚の熱酸化膜SiO2が形成された6インチシリコンウェーハ上にスパッタリング法により60nmのPt下部電極を形成した。
[Example of metal composition exhibiting paraelectric properties]
A 60 nm Pt lower electrode was formed by sputtering on a 6 inch silicon wafer on which a 100 nm thick thermal oxide film SiO 2 was formed.

この下部電極を有する基板上に、スピンコーターを用いて、合成例6〜13で調製した塗布液を、500rpmで1秒間、次いで2000rpmで30秒間回転塗布し、250℃、5分間の乾燥を行った。これら塗布−乾燥工程を4回繰り返した後、酸素雰囲気中、650℃、30分間の加熱処理(第1加熱処理)を行い、次いで650℃、60分の加熱処理(第2加熱処理)を行い、膜厚140nmのBLT系誘電体薄膜を形成した。この薄膜のX線回折(XRD)測定を行い、XRD曲線を得た。結果を図12に示す。   On the substrate having the lower electrode, using a spin coater, the coating solution prepared in Synthesis Examples 6 to 13 is spin-coated at 500 rpm for 1 second, then 2000 rpm for 30 seconds, and dried at 250 ° C. for 5 minutes. It was. After repeating these coating-drying steps four times, a heat treatment (first heat treatment) is performed at 650 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere, and then a heat treatment (second heat treatment) is performed at 650 ° C. for 60 minutes. A BLT-based dielectric thin film having a thickness of 140 nm was formed. The thin film was subjected to X-ray diffraction (XRD) measurement to obtain an XRD curve. The results are shown in FIG.

図12から、合成例6〜13のいずれの塗布液を用いた場合においても、650℃低温焼成条件において、薄膜中のチタン酸ランタンビスマスの結晶性が低くなり、アモルファス状態が多いことを確認した。   From FIG. 12, it was confirmed that, when any of the coating liquids of Synthesis Examples 6 to 13 was used, the crystallinity of lanthanum bismuth titanate in the thin film was low and the amorphous state was large under the low-temperature firing conditions at 650 ° C. .

[実施例9で形成した誘電体薄膜を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性、リーク特性]
実施例9で形成した誘電体薄膜のうち、合成例9〜11で調製した塗布液を用いて形成した誘電体薄膜に対して、メタルマスクを介し、直径200μm、膜厚300nmのPt上部電極を、RFマグネトロンスパッタリング法により形成した。
[Hysteresis Characteristics and Leakage Characteristics of Dielectric Element Formed Using Dielectric Thin Film Formed in Example 9]
Among the dielectric thin films formed in Example 9, a Pt upper electrode having a diameter of 200 μm and a film thickness of 300 nm is formed through a metal mask on the dielectric thin film formed using the coating liquid prepared in Synthesis Examples 9-11. The RF magnetron sputtering method was used.

次いで、酸素雰囲気中、実施例9で処理した温度と同じ温度の650℃のリカバリーアニール(第3加熱処理)を行った。リカバリーアニール後の各誘電体薄膜のヒステリシス曲線、リーク特性を以下のように各図に示す。また合成例9〜11の塗布液の誘電率を表2に示す。   Next, recovery annealing (third heat treatment) at 650 ° C. at the same temperature as that processed in Example 9 was performed in an oxygen atmosphere. The hysteresis curves and leakage characteristics of each dielectric thin film after recovery annealing are shown in the following figures. Table 2 shows the dielectric constants of the coating liquids of Synthesis Examples 9 to 11.

図13: 合成例9の塗布液から形成した誘電体薄膜ヒステリシス曲線
図14: 合成例9の塗布液から形成した誘電体薄膜リーク特性
図15: 合成例10の塗布液から形成した誘電体薄膜ヒステリシス曲線
図16: 合成例10の塗布液から形成した誘電体薄膜リーク特性
図17: 合成例11の塗布液から形成した誘電体薄膜ヒステリシス曲線
図18: 合成例11の塗布液から形成した誘電体薄膜リーク特性
FIG. 13: Dielectric thin film hysteresis curve formed from the coating liquid of Synthesis Example 9 FIG. 14: Dielectric thin film leakage characteristics formed from the coating liquid of Synthesis Example 9 FIG. 15: Dielectric thin film hysteresis formed from the coating liquid of Synthesis Example 10 Curve FIG. 16: Leakage characteristic of dielectric thin film formed from the coating liquid of Synthesis Example 10 FIG. 17: Hysteresis curve of dielectric thin film formed from the coating liquid of Synthesis Example 11 FIG. 18: Dielectric thin film formed from the coating liquid of Synthesis Example 11 Leakage characteristics

Figure 2005255468
Figure 2005255468

図13〜18から、650℃低温焼成条件において常誘電性を示す誘電体薄膜が形成できることがわかった。また、それらBLT誘電体薄膜のリーク特性が非常に優れていること、また高誘電率を有することもわかった。   13-18, it was found that a dielectric thin film exhibiting paraelectricity can be formed under low temperature firing conditions at 650 ° C. It was also found that the leakage characteristics of these BLT dielectric thin films are very excellent and have a high dielectric constant.

上記で行った以外の合成例6〜8、12〜13の塗布液についても、誘電体素子を作成し、これらBLT系誘電体薄膜が同様に常誘電性を有し、リーク特性が優れ、高誘電率を有することも確認した。   For the coating solutions of Synthesis Examples 6-8 and 12-13 other than those described above, dielectric elements were prepared, and these BLT-based dielectric thin films similarly have paraelectric properties, excellent leakage characteristics, and high It was also confirmed to have a dielectric constant.

以上詳述したように、特定の金属アルコキシド原料を用いた塗布液は、良好な高誘電性(リーク電流が低く、高誘電率を有する)を示す常誘電体材料となることを見出した。またこれを複合金属アルコキシドとすることにより、塗布性が良好で、緻密な被膜が形成可能で、金属組成比の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象が抑制され、また操作性(湿度などの環境に影響されにくい)、安定性(経時等)に優れた塗布液とすることができた。   As described above in detail, it has been found that a coating solution using a specific metal alkoxide raw material becomes a paraelectric material exhibiting good high dielectric properties (low leakage current and high dielectric constant). Also, by making this a composite metal alkoxide, the coating property is good, a dense film can be formed, the metal composition ratio is stabilized, and the phenomenon of changing the metal composition ratio in the thin film is suppressed, and the operability is also improved. The coating solution was excellent in stability (such as aging) (not easily affected by the environment such as humidity).

また、特定の複合金属アルコキシド原料を用いた塗布液は、良好な高誘電性(リーク電流が低く、高誘電率を有する)、強誘電性(残留分極値が大きいなど)を示す強誘電体薄膜を低温(700℃以下)条件下で形成可能で、しかも塗布性が良好で、緻密な被膜が形成可能であり、金属組成比の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象が抑制され、また操作性(湿度などの環境に影響されにくい)、安定性(経時等)に優れた塗布液とすることができた。   In addition, a coating liquid using a specific composite metal alkoxide raw material is a ferroelectric thin film that exhibits good high dielectric properties (low leakage current and high dielectric constant) and ferroelectricity (such as a large remanent polarization value). Can be formed under low temperature conditions (700 ° C or lower), and the coating property is good, a dense film can be formed, the metal composition ratio is stabilized, and the phenomenon that the metal composition ratio in the thin film changes is suppressed. In addition, the coating liquid was excellent in operability (not easily influenced by the environment such as humidity) and stability (such as aging).

また、加水分解生成物を用いることにより、金属組成比の安定化、および薄膜中の金属組成比が変化する現象をさらに抑制することができた。   Further, by using the hydrolysis product, it was possible to further stabilize the metal composition ratio and further suppress the phenomenon in which the metal composition ratio in the thin film changes.

さらにアルカノールアミンを配合することにより、塗布性が向上した。   Furthermore, application | coating property improved by mix | blending alkanolamine.

合成例1の塗布液を用いて形成した誘電体薄膜のXRD曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the XRD curve of the dielectric material thin film formed using the coating liquid of the synthesis example 1. FIG. 合成例2の塗布液を用いて形成した誘電体薄膜のXRD曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the XRD curve of the dielectric material thin film formed using the coating liquid of the synthesis example 2. 合成例1の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。6 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 1. 合成例2の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。It is a graph which shows the hysteresis characteristic of the dielectric material element formed using the coating liquid of the synthesis example 2. FIG. 合成例3の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。10 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 3. 合成例4の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。10 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 4. 合成例4の塗布液を用いて形成した誘電体素子のリーク特性を示すグラフである。10 is a graph showing the leakage characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 4. 合成例5の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。10 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 5. 合成例5の塗布液を用いて形成した誘電体素子のリーク特性を示すグラフである。10 is a graph showing the leakage characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 5. 合成例2の塗布液を用いて形成した誘電体薄膜(常誘電性)のXRD曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the XRD curve of the dielectric material thin film (paraelectricity) formed using the coating liquid of the synthesis example 2. 合成例2の塗布液を用いて形成した誘電体素子(常誘電性)のヒステリシス特性を示すグラフであるIt is a graph which shows the hysteresis characteristic of the dielectric material element (paraelectricity) formed using the coating liquid of the synthesis example 2. 合成例2の塗布液を用いて形成した誘電体素子(常誘電性)のリーク特性を示すグラフである。It is a graph which shows the leak characteristic of the dielectric material element (paraelectricity) formed using the coating liquid of the synthesis example 2. 合成例6〜13の塗布液を用いて形成した誘電体薄膜のXRD曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the XRD curve of the dielectric thin film formed using the coating liquid of the synthesis examples 6-13. 合成例9の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。14 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 9. 合成例9の塗布液を用いて形成した誘電体素子のリーク特性を示すグラフである。10 is a graph showing leakage characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 9. 合成例10の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。14 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 10. 合成例10の塗布液を用いて形成した誘電体素子のリーク特性を示すグラフである。10 is a graph showing leakage characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 10. 合成例11の塗布液を用いて形成した誘電体素子のヒステリシス特性を示すグラフである。14 is a graph showing hysteresis characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 11. 合成例11の塗布液を用いて形成した誘電体素子のリーク特性を示すグラフである。14 is a graph showing leakage characteristics of a dielectric element formed using the coating liquid of Synthesis Example 11.

Claims (20)

下記一般式(I)で表される複合金属酸化物を含む強誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液であって、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含む、上記塗布液。
{Bi4-x、(Laz、B1-zxn(Ti3-y、Ay)O12+α (I)
(式中、AはV、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、およびWの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;Bはランタンを除く希土類元素、Ca、Sr、およびBaの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;x、y、zはそれぞれ、0≦x<4、0≦y≦0.3、0<z≦1で表される数を示し;nは0.7〜1.4の数を示し;αは金属組成比によって決定される価を示す。)
A coating solution for forming a ferroelectric Bi-based dielectric thin film containing a composite metal oxide represented by the following general formula (I), which is formed of at least two metal alkoxides of Bi and Ti The coating solution comprising a composite metal alkoxide.
{Bi 4-x , (La z , B 1-z ) x } n (Ti 3-y , A y ) O 12 + α (I)
(In the formula, A represents at least one metal element selected from V, Cr, Mn, Si, Ge, Zr, Nb, Ru, Sn, Ta, and W; B represents a rare earth element excluding lanthanum; Represents at least one metal element selected from Ca, Sr, and Ba; x, y, and z are represented by 0 ≦ x <4, 0 ≦ y ≦ 0.3, and 0 <z ≦ 1, respectively. N represents a number from 0.7 to 1.4; α represents a value determined by the metal composition ratio.)
上記塗布液が、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含み、これをさらに水、または水と触媒を用いて加水分解・部分縮合処理してなるゾル−ゲル液である、請求項1記載の塗布液。   A sol-gel solution in which the coating solution contains a composite metal alkoxide formed of at least two metal alkoxides of Bi and Ti, and is further hydrolyzed and partially condensed using water or water and a catalyst. The coating solution according to claim 1, wherein 上記塗布液にアルカノールアミンを配合する、請求項1または2記載の塗布液。 The coating solution according to claim 1 or 2, wherein alkanolamine is blended in the coating solution. 上記一般式(I)中、xが、0<x<4で表される数を示す、請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid of any one of Claims 1-3 in which x shows the number represented by 0 <x <4 in the said general formula (I). 上記一般式(I)中、zが、0<z<1で表される数を示す、請求項1〜4のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid of any one of Claims 1-4 in which z shows the number represented by 0 <z <1 in the said general formula (I). 上記一般式(I)中、yが、0<y≦0.3で表される数を示す、請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid according to claim 1, wherein in the general formula (I), y represents a number represented by 0 <y ≦ 0.3. 上記一般式(I)中、A金属元素がGeであり、y=0.05〜0.20の数を示す、請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid according to claim 1, wherein, in the general formula (I), the A metal element is Ge, and y = 0.05 to 0.20. Bi、Ti、およびA金属元素(ただしA金属元素を含まない場合もある)を、Bi:(Ti+A)=1.07〜1.15:1(モル比)の割合で含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗布液。   The Bi, Ti, and A metal element (however, the A metal element may not be included) are contained in a ratio of Bi: (Ti + A) = 1.07 to 1.15: 1 (molar ratio). The coating liquid according to any one of? 7. 常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液であって、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含む、あるいは、少なくともBiアルコキシドとTiアルコキシドを混合してなる混合金属アルコキシドを含む、上記塗布液。   A coating solution for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film containing at least a composite metal alkoxide formed of two metal alkoxides of Bi and Ti, or a mixture of at least Bi alkoxide and Ti alkoxide The said coating liquid containing the mixed metal alkoxide formed. 下記一般式(I)で表される複合金属酸化物を含む常誘電性のBi系誘電体薄膜を形成するための塗布液である、請求項9記載の塗布液。
{Bi4-x、(Laz、B1-zxn(Ti3-y、Ay)O12+α (I)
(式中、AはV、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、およびWの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;Bはランタンを除く希土類元素、Ca、Sr、およびBaの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;x、y、zはそれぞれ、0≦x<4、0≦y≦0.3、0<z≦1で表される数を示し;nは0.7〜1.4の数を示し;αは金属組成比によって決定される価を示す。)
The coating solution according to claim 9, which is a coating solution for forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film containing a composite metal oxide represented by the following general formula (I).
{Bi 4-x , (La z , B 1-z ) x } n (Ti 3-y , A y ) O 12 + α (I)
(In the formula, A represents at least one metal element selected from V, Cr, Mn, Si, Ge, Zr, Nb, Ru, Sn, Ta, and W; B represents a rare earth element excluding lanthanum; Represents at least one metal element selected from Ca, Sr, and Ba; x, y, and z are represented by 0 ≦ x <4, 0 ≦ y ≦ 0.3, and 0 <z ≦ 1, respectively. N represents a number from 0.7 to 1.4; α represents a value determined by the metal composition ratio.)
上記塗布液が、少なくともBi、Tiの2種の金属アルコキシドにより形成された複合金属アルコキシドを含み、あるいは、少なくともBiアルコキシドとTiアルコキシドを混合してなる混合金属アルコキシドを含み、これをさらに水、または水と触媒を用いて加水分解・部分縮合処理してなるゾル−ゲル液である、請求項9または10記載の塗布液。   The coating solution contains a composite metal alkoxide formed of at least two metal alkoxides of Bi and Ti, or a mixed metal alkoxide formed by mixing at least a Bi alkoxide and a Ti alkoxide, and further contains water, or The coating solution according to claim 9 or 10, which is a sol-gel solution obtained by hydrolysis and partial condensation treatment using water and a catalyst. 上記塗布液にアルカノールアミンを配合する、請求項9〜11のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating solution according to any one of claims 9 to 11, wherein alkanolamine is blended in the coating solution. 上記一般式(I)中、xが、0<x<4で表される数を示す、請求項10〜12のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid according to any one of claims 10 to 12, wherein in the general formula (I), x represents a number represented by 0 <x <4. 上記一般式(I)中、zが、0<z<1で表される数を示す、請求項10〜13のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid according to any one of claims 10 to 13, wherein in the general formula (I), z represents a number represented by 0 <z <1. 上記一般式(I)中、yが、0<y≦0.3で表される数を示す、請求項10〜14のいずれか1項に記載の塗布液。   The coating liquid according to any one of claims 10 to 14, wherein in the general formula (I), y represents a number represented by 0 <y ≦ 0.3. Bi、Ti、およびA金属元素(ただしA金属元素を含まない場合もある)を、Bi:(Ti+A)=0.90〜1.06:1(モル比)の割合で含有する、請求項10〜15のいずれか1項に記載の塗布液。   The Bi, Ti, and A metal element (however, the A metal element may not be included) are contained at a ratio of Bi: (Ti + A) = 0.90 to 1.06: 1 (molar ratio). The coating liquid according to any one of -15. 請求項9〜16のいずれか1項に記載の塗布液を基板上に塗布し、加熱乾燥処理を施すことなく、500〜700℃で加熱処理(第1加熱処理)を行って塗膜を形成し、所望により前記塗布から加熱処理(第1加熱処理)までの工程を複数回繰返して塗膜の積層体を形成し、次いで、600〜700℃の加熱処理(第2加熱処理)を行う、常誘電性のBi系誘電体薄膜の形成方法。   The coating liquid according to any one of claims 9 to 16 is applied onto a substrate, and a coating film is formed by performing a heat treatment (first heat treatment) at 500 to 700 ° C without performing a heat drying treatment. If desired, the steps from the application to the heat treatment (first heat treatment) are repeated a plurality of times to form a laminate of the coating film, and then heat treatment at 600 to 700 ° C. (second heat treatment) is performed. A method of forming a paraelectric Bi-based dielectric thin film. 下記一般式(I)で表される複合金属酸化物を含む常誘電性のBi系誘電体薄膜。
{Bi4-x、(Laz、B1-zxn(Ti3-y、Ay)O12+α (I)
(式中、AはV、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、およびWの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;Bはランタンを除く希土類元素、Ca、Sr、およびBaの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し;x、y、zはそれぞれ、0≦x<4、0≦y≦0.3、0<z≦1で表される数を示し;nは0.7〜1.4の数を示し;αは金属組成比によって決定される価を示す。)
A paraelectric Bi-based dielectric thin film containing a composite metal oxide represented by the following general formula (I).
{Bi 4-x , (La z , B 1-z ) x } n (Ti 3-y , A y ) O 12 + α (I)
(In the formula, A represents at least one metal element selected from V, Cr, Mn, Si, Ge, Zr, Nb, Ru, Sn, Ta, and W; B represents a rare earth element excluding lanthanum; Represents at least one metal element selected from Ca, Sr, and Ba; x, y, and z are represented by 0 ≦ x <4, 0 ≦ y ≦ 0.3, and 0 <z ≦ 1, respectively. N represents a number from 0.7 to 1.4; α represents a value determined by the metal composition ratio.)
Bi、Ti、およびA金属元素(ただしA金属元素を含まない場合もある)を、Bi:(Ti+A)=0.90〜1.06:1(モル比)の割合で含有する、請求項18記載の薄膜。   The Bi, Ti, and A metal elements (however, the A metal element may not be included) are contained at a ratio of Bi: (Ti + A) = 0.90 to 1.06: 1 (molar ratio). The thin film described. 請求項9〜16のいずれか1項に記載の塗布液を基板上に設けられた電極上に塗布し、焼成してなる、請求項18または19記載の薄膜。 The thin film of Claim 18 or 19 formed by apply | coating the coating liquid of any one of Claims 9-16 on the electrode provided on the board | substrate, and baking.
JP2004069837A 2004-03-11 2004-03-11 COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM Pending JP2005255468A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004069837A JP2005255468A (en) 2004-03-11 2004-03-11 COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM
TW094107016A TWI286996B (en) 2004-03-11 2005-03-08 Coating solutions for use in forming bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films, and bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films
KR1020050019607A KR20060043587A (en) 2004-03-11 2005-03-09 Coating solutions for use in forming bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films, and bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films
CNA2005100537582A CN1830811A (en) 2004-03-11 2005-03-11 Coating liquid for forming bi-based dielectric thin film with paraelectric and bi-based dielectric thin film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004069837A JP2005255468A (en) 2004-03-11 2004-03-11 COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005255468A true JP2005255468A (en) 2005-09-22

Family

ID=35081564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004069837A Pending JP2005255468A (en) 2004-03-11 2004-03-11 COATING LIQUID FOR FORMING Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM WITH PARAELECTRIC OR FERROELECTRIC PROPERTY, AND Bi-BASED DIELECTRIC THIN FILM

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2005255468A (en)
KR (1) KR20060043587A (en)
CN (1) CN1830811A (en)
TW (1) TWI286996B (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084409A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Hosokawa Funtai Gijutsu Kenkyusho:Kk Method and device for producing dielectric powder and dielectric particle
JP2007131924A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for forming platinum thin film
CN106431391A (en) * 2016-09-13 2017-02-22 陕西科技大学 Method for preparing Bi4Ti(3-x)VxO12 powder
CN116283276A (en) * 2023-04-07 2023-06-23 广西华锡集团股份有限公司 La-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof
CN116332641A (en) * 2023-04-07 2023-06-27 广西华锡集团股份有限公司 Yb-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8859051B2 (en) * 2008-05-28 2014-10-14 Mitsubishi Materials Corporation Composition for ferroelectric thin film formation, method for forming ferroelectric thin film and ferroelectric thin film formed by the method thereof
CN105957958A (en) * 2016-05-04 2016-09-21 中国工程物理研究院流体物理研究所 La2Ti2O7 or solid solution material application in high temperature piezoelectric transducer and prepared transducer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002032809A1 (en) * 2000-10-17 2002-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Oxide material, method for preparing oxide thin film and element using said material
JP2003082470A (en) * 2001-09-10 2003-03-19 Kanto Chem Co Inc Solution for forming bismuth lanthanum titanate thin film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002032809A1 (en) * 2000-10-17 2002-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Oxide material, method for preparing oxide thin film and element using said material
JP2003082470A (en) * 2001-09-10 2003-03-19 Kanto Chem Co Inc Solution for forming bismuth lanthanum titanate thin film

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084409A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Hosokawa Funtai Gijutsu Kenkyusho:Kk Method and device for producing dielectric powder and dielectric particle
JP2007131924A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for forming platinum thin film
JP4680752B2 (en) * 2005-11-11 2011-05-11 日本電信電話株式会社 Method for forming platinum thin film
CN106431391A (en) * 2016-09-13 2017-02-22 陕西科技大学 Method for preparing Bi4Ti(3-x)VxO12 powder
CN116283276A (en) * 2023-04-07 2023-06-23 广西华锡集团股份有限公司 La-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof
CN116332641A (en) * 2023-04-07 2023-06-27 广西华锡集团股份有限公司 Yb-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof
CN116283276B (en) * 2023-04-07 2024-02-06 广西华锡集团股份有限公司 La-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof
CN116332641B (en) * 2023-04-07 2024-04-12 广西华锡集团股份有限公司 Yb-Sn co-doped bismuth titanate-based ferroelectric film and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN1830811A (en) 2006-09-13
TW200536785A (en) 2005-11-16
KR20060043587A (en) 2006-05-15
TWI286996B (en) 2007-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3195265B2 (en) Coating solution for forming Bi-based ferroelectric thin film, ferroelectric thin film formed using the same, and ferroelectric memory
TWI286996B (en) Coating solutions for use in forming bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films, and bismuth-based paraelectric or ferroelectric thin films
KR100327291B1 (en) Coating solution for forming bismuth-based ferroelectric thin film, ferroelectric thin film, ferroelectric capacitor, ferroelectric memory and method for manufacturing them
JP2003002647A (en) Plzt ferroelectric thin film, composition for forming the same, and producing method for the same
US20060144293A1 (en) Coating solutions for use in forming bismuth-based ferroelectric thin films and a method of forming bismuth-based ferroelectric thin films using the coating solutions
JP2002047011A (en) Method of forming compact perovskite metallic oxide thin film and compact perovskite metallic oxide thin film
JPH11163273A (en) Manufacture of dielectric thin film and dielectric capacitor and dielectric memory
JP2000332209A (en) MANUFACTURE OF Bi-BASED FERROELECTRIC ELEMENT
JP2007019432A (en) Paraelectric film and its forming method
JP4042276B2 (en) Method for forming Pb-based perovskite metal oxide thin film
JP4048650B2 (en) Raw material solution for forming perovskite oxide thin films
JP4329288B2 (en) BLT or BT ferroelectric thin film, composition for forming the same and method for forming the same
JP2003002650A (en) Sbt ferroelectric thin film, composition for forming the same, and producing method for the same
JP2007005028A (en) Composition for forming bi-based dielectric thin film and bi-based dielectric thin film
JP3146961B2 (en) Composition for forming (Ba, Sr) TiO3 dielectric thin film and method for forming (Ba, Sr) TiO3 thin film
JP2001298164A (en) Bismuth ferroelectric element improved in hysteresis characteristics and producing method therefor
WO2007007561A1 (en) Composition for formation of paraelectric thin-film, paraelectric thin-film and dielectric memory
JP2001072926A (en) Starting solution for formation of perovskite-type oxide thin film
US20070062414A1 (en) Coating solutions for use in forming bismuth-based ferroelectric thin films and a method of forming bismuth-based ferroelectric thin films using the coating solutions
JP2007042903A (en) Bismuth-based ferroelectric thin film and manufacturing method thereof
JP2005285847A (en) FORMING METHOD OF Bi-BASED FERROELECTRIC THIN FILM, AND ADJUSTING METHOD OF COATING SOLUTION FOR FORMATION OF Bi-BASED FERROELECTRIC THIN FILM
JP2007042902A (en) Bismuth-based ferroelectric element and manufacturing method thereof
JP2002211929A (en) Method for forming bismus system ferroelectric thin film
JP2001316117A (en) COATING LIQUID FOR THIN FILM FORMING OF Bi SYSTEM FERROELECTRIC MATERIAL AND FORMING METHOD FOR THE SAME USING IT
JP2002193616A (en) Coating fluid for forming ferroelectric thin film and its production method and ferroelectric thin film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100219

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100702