JP2012009800A - 強誘電体薄膜及び該強誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタ - Google Patents
強誘電体薄膜及び該強誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタ Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】(PbxLay)(ZrzTi(1-z))O3(式中、0.9<x<1.3、0≦y<0.1、0≦z<0.9)で示される複合金属酸化物に、Bi、Si、Pb、Ge、Sn、Al、Ga、In、Mg、Ca、Sr、Ba、V、Nb、Ta、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd、Li、Na、K、P、B、Ce、Nd、Sm及びCsからなる群より選ばれた1種或いは2種以上の元素から構成される金属酸化物がある一定の割合で混合した混合複合金属酸化物の形態をとる強誘電体薄膜が、2〜23層の焼成層を積層して構成され、焼成層の厚さtが45〜500nmであり、焼成層中に存在する結晶粒の定方向最大径の平均xが200〜5000nmであり、焼成層のいずれにおいても1.5t<x<23tの関係を満たす。
【選択図】図1
Description
先ず、Pb原料として酢酸鉛を、La原料として酢酸ランタンを、Zr原料としてテトラノルマルブトキシジルコニウムを、Ti原料としてテトライソプロポキシチタンを、Si原料としてテトラエトキシシランをそれぞれ用意した。また溶媒には1−ブタノールを用いた。そして、金属組成比をPb:Zr:Ti=110:52:48に調整したPZTゾルゲル液、金属組成比をPb:La:Zr:Ti=110:3:52:48に調整したPLZTゾルゲル液、Pb:Zr:Ti:Si=110:52:48:0.5〜5に調整したPZTにSiをドープしたゾルゲル液をそれぞれ合成した。また、有機物として、2−エチルヘキサン酸、コハク酸ジメチルを用意し、PZTゾルゲル液に一定の割合で添加した。
実施例1〜12及び比較例1〜7で得られた薄膜キャパシタについての寿命特性評価は、通常使用される条件よりも高負荷(高温・高電圧)な環境下に晒した加速試験(HALT:highly-accelerated life testing)により行った。
11 SiO2層
12 TiO2層
13 下部Pt電極
14 焼成層
15 強誘電体薄膜
16 上部Pt電極
Claims (4)
- 一般式:(PbxLay)(ZrzTi(1-z))O3(式中、0.9<x<1.3、0≦y<0.1、0≦z<0.9)で示される複合金属酸化物Aに、Bi、Si、Pb、Ge、Sn、Al、Ga、In、Mg、Ca、Sr、Ba、V、Nb、Ta、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd、Li、Na、K、P、B、Ce、Nd、Sm及びCsからなる群より選ばれた1種或いは2種以上の元素から構成される金属酸化物Bが混合した、金属酸化物Bと複合金属酸化物Aとのモル比B/Aが0≦B/A<0.1である混合複合金属酸化物の形態をとる強誘電体薄膜において、
2〜23層の焼成層を積層して構成され、
前記焼成層の厚さtが45〜500nmであり、
前記焼成層中に存在する結晶粒の定方向最大径の平均xが200〜5000nmであり、
前記焼成層のいずれにおいても1.5t<x<23tの関係を満たす
ことを特徴とする強誘電体薄膜。 - 請求項1記載の強誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタ。
- 請求項2記載の強誘電体薄膜を有する薄膜コンデンサ、キャパシタ、IPD、DRAMメモリ用コンデンサ、積層コンデンサ、トランジスタのゲート絶縁体、不揮発性メモリ、焦電型赤外線検出素子、圧電素子、電気光学素子、アクチュエータ、共振子、超音波モータ、又はLCノイズフィルタ素子の複合電子部品。
- 請求項3に記載する100MHz以上の周波数帯域に対応した、強誘電体薄膜を有する薄膜コンデンサ、キャパシタ、IPD、DRAMメモリ用コンデンサ、積層コンデンサ、トランジスタのゲート絶縁体、不揮発性メモリ、焦電型赤外線検出素子、圧電素子、電気光学素子、アクチュエータ、共振子、超音波モータ、又はLCノイズフィルタ素子の複合電子部品。
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