JP2547203B2 - Method for forming bismuth titanate thin film - Google Patents

Method for forming bismuth titanate thin film

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JP2547203B2 JP62002538A JP253887A JP2547203B2 JP 2547203 B2 JP2547203 B2 JP 2547203B2 JP 62002538 A JP62002538 A JP 62002538A JP 253887 A JP253887 A JP 253887A JP 2547203 B2 JP2547203 B2 JP 2547203B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電界効果トランジスタ(FET)、光スイッ
チ、メモリー等の用途に用いられるチタン酸ビスマス
(以下、Bi4Ti3O12と表す。)薄膜の形成方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention refers to bismuth titanate (hereinafter referred to as Bi 4 Ti 3 O 12 ) used for applications such as field effect transistors (FETs), optical switches, and memories. ) It relates to a method for forming a thin film.

(従来の技術) Bi4Ti3O12の薄膜はFET、光スイッチ、メモリー等の用
途に用いられる可能性を持っている。この物質の単結晶
は空間群がB2cb(a=5.448、b=32.83、e=5.411,z
=4)に属する層状化合物であり、b軸は第1図に示す
ように、層に対して垂直である。この物質は675℃にキ
ューリー点を持ち、この温度以下で強誘電性を示し、双
極子ベクトルは、a−b面上に存在する。この双極子の
向きが電界の印加によって変る特性を利用して上記の光
スイッチ等に使用されている。この時のスイッチング動
作には3〜4kV/cmのしきい電圧が存在するため、メモリ
ーデバイスとしても適材である。
(Prior Art) The thin film of Bi 4 Ti 3 O 12 has a possibility of being used for FETs, optical switches, memories and the like. The single crystal of this material has a space group of B2cb (a = 5.448, b = 32.83, e = 5.411, z
= 4), the b-axis is perpendicular to the layer as shown in FIG. This substance has a Curie point at 675 ° C., exhibits ferroelectricity below this temperature, and a dipole vector exists on the ab plane. This dipole is used in the above-mentioned optical switch or the like by utilizing the characteristic that the direction of the dipole changes by the application of an electric field. Since the switching operation at this time has a threshold voltage of 3 to 4 kV / cm, it is suitable as a memory device.

しかし、前述のように、しきい電圧が大きいため、あ
る程度の厚さの単結晶ではスイッチングのための動作電
圧が高すぎるという問題があった。このためBi4Ti3O12
薄膜を形成し、動作電圧を下げることが提案されている
(例えば、特開昭61−6123号、特開昭61−6124号)。こ
の提案は、Bi4Ti3O12膜をスパッタリング法で形成しよ
うとするものであり、プレナーマグネトロンスパッタ法
でターゲットとしてBi4Ti3O12を60〜80ωt%、Bi12TiO
20)を40〜20wt%の割合で含む焼結体を用いている。
However, as described above, since the threshold voltage is large, there is a problem that the operating voltage for switching is too high with a single crystal having a certain thickness. For this reason Bi 4 Ti 3 O 12
It has been proposed to form a thin film and reduce the operating voltage (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-6123 and 61-6124). This proposal is intended to form a Bi 4 Ti 3 O 12 film by a sputtering method, 60~80Omegati% a Bi 4 Ti 3 O 12 as a target in planar magnetron sputtering, Bi 12 TiO
20 ) is used in a proportion of 40 to 20 wt%.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、Biの蒸気圧とTiの蒸気圧とは異なるため、一
定組成比を持つ均質物質を得ることはかなりむずかしか
った。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the vapor pressure of Bi and the vapor pressure of Ti are different, it is quite difficult to obtain a homogeneous substance having a constant composition ratio.

また、基板温度も約600℃以下では、Bi2O3、TiO2、Ti
2O3等の混合物薄膜になり目的のBi4Ti3O12が得られない
という問題があった。
Also, when the substrate temperature is less than about 600 ° C, Bi 2 O 3 , TiO 2 , Ti
There has been a problem that the desired thin film of Bi 4 Ti 3 O 12 cannot be obtained because it becomes a mixture thin film of 2 O 3 or the like.

このため、従来の蒸着法では、基板温度を600〜750℃
と非常に高くするか、室温でまず蒸着し、その後600〜7
00℃で熱処理をしてBi4Ti3O12薄膜を形成させていた。
Therefore, the conventional vapor deposition method requires a substrate temperature of 600 to 750 ° C.
Very high or vapor deposition first at room temperature, then 600 ~ 7
It was heat treated at 00 ° C. to form a Bi 4 Ti 3 O 12 thin film.

又、きれいな結晶軸配向性を持つ薄膜(例えばb軸配
向膜)を得ることは一般的に困難であり、基板物質によ
りその面上に堆積される結晶の方向性に影響があり、従
って基板物質としてごく限られた基板物質しか使用する
ことが出来ない。
Also, it is generally difficult to obtain a thin film having a good crystal axis orientation (for example, a b-axis orientation film), and the orientation of crystals deposited on the surface is influenced by the substrate material, and thus the substrate material As a result, only a very limited substrate material can be used.

本発明は以上のような問題点、即ちBi成分とTi成分
の組成比の制御が不安定であること、基板温度が高い
こと、限られた基板物質しか使用できないこと、とい
う問題点を解決しようとするものである。
The present invention solves the above problems, that is, the control of the composition ratio of the Bi component and the Ti component is unstable, the substrate temperature is high, and only a limited substrate material can be used. It is what

(問題点を解決する為の手段) 上記問題点は、少なくともチタン原子を含む原料物質
と、少なくともビスマス原子を含む原料物質のそれぞれ
から蒸発せしめられた蒸発物質を所望の位置に配せられ
た基板上に蒸着するチタン酸ビスマス薄膜の形成方法に
おいて、前記蒸発物質の双方をイオンビーム蒸着法によ
って蒸着させ、前記基板上にBi4Ti3O12からなる薄膜を
形成することを特徴とするチタン酸ビスマス薄膜の形成
方法によって解決される。
(Means for Solving Problems) The above-mentioned problems are caused by a substrate on which vaporized substances evaporated from the raw material containing at least titanium atoms and the raw material containing at least bismuth atoms are arranged at desired positions. In the method of forming a bismuth titanate thin film to be vapor-deposited on, both of the vaporized substances are vapor-deposited by an ion beam vapor deposition method to form a thin film of Bi 4 Ti 3 O 12 on the substrate. This is solved by the method of forming a bismuth thin film.

これによって、任意の基板、例えば、各種ガラス板、
シリコン板、各種セラミック板、酸化物単結晶板、金属
板あるいは合金板の表面に、Bi4Ti3O12の多結晶膜、ア
モルファス膜、或いは一軸配向膜を自由に形成し、必要
な結晶性を有するBi4Ti3O12薄膜を得ることができる。
This allows any substrate, such as various glass plates,
On the surface of silicon plate, various ceramic plate, oxide single crystal plate, metal plate or alloy plate, Bi 4 Ti 3 O 12 polycrystal film, amorphous film, or uniaxially oriented film can be freely formed to obtain the required crystallinity. It is possible to obtain a Bi 4 Ti 3 O 12 thin film having

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図に本発明に用いる蒸着装置の概略図を示す。 FIG. 2 shows a schematic diagram of a vapor deposition apparatus used in the present invention.

第2図において、1は基板であり、2は形成したBi4T
i3O12薄膜、3、4は原料物質を入れたルツボ、5、6
はルツボから出た蒸発物質をイオン化するためのイオン
化ユニット、7、8はイオン化された蒸発物質を加速す
るための加速電極、9、10はルツボ3、4から蒸発した
蒸発物質のイオンビームである。又、11、12は蒸発物質
を加速するための加速電源で、この装置では基板電位を
アース電位とし、10kV程度までの加速が可能である。13
は真空容器である。なお、基板1の温度、ルツボ3、4
の温度、イオン化ユニット7、8におけるイオン化電
流、真空容器13の真空度は図示していない装置により独
立に制御できるようになっている。
In FIG. 2, 1 is the substrate and 2 is the formed Bi 4 T.
i 3 O 12 thin films 3, 4 are crucibles containing raw materials, 5, 6
Is an ionization unit for ionizing the evaporation material emitted from the crucible, 7 and 8 are acceleration electrodes for accelerating the ionized evaporation material, and 9 and 10 are ion beams of the evaporation material evaporated from the crucibles 3 and 4. . Further, 11 and 12 are accelerating power supplies for accelerating the vaporized substances, and in this device, the substrate potential is set to the ground potential and acceleration up to about 10 kV is possible. 13
Is a vacuum container. The temperature of the substrate 1, the crucibles 3, 4
The temperature, the ionization current in the ionization units 7 and 8, and the vacuum degree of the vacuum container 13 can be independently controlled by a device (not shown).

このような装置を用いて、以下のようにして基板1上
にBi4Ti3O12薄膜を形成することができる。
Using such a device, a Bi 4 Ti 3 O 12 thin film can be formed on the substrate 1 as follows.

まず、真空容器13の真空度を約10-6Torrより高真空に
し、基板1の温度を300℃以下の所定の温度に設定す
る。ルツボ3にはBi原子を含む原料物質として、Biある
いはBi2O3等の酸化ビスマスのいずれか一方を入れ、蒸
気圧が10-4Torr程度以上になるようにルツボを加熱す
る。ルツボ4にはTi原子を含む原料物質としてTi、TiO2
あるいはTi2O3等の酸化チタンのいずれか一種を入れ、B
i原子を含む原料物質と同様に加熱する。このとき基板
1の周辺に設置した薄膜モニター(例えば、水晶振動
子、図示していない。)でBi成分とTi成分の組成比を測
定し、所望の比率になるようにルツボの温度を調整す
る。イオン化ユニット5、6および加速電極7、8のイ
オン化電流および加速電圧は、目的とするBi4Ti3O12
膜の結晶状態に応じて設定する。一般的には、結晶性の
良い配向膜を得るには、それぞれの原料物質からの蒸発
物質をともにイオン化し、加速することが望ましく、B
i、Bi2O3、Ti、TiO2、Ti2O3等の未反応成分を得られた
薄膜2から除去するためには、Bi原子を含む原料物質か
らの蒸発物質をより強く加速し、より多くイオン化させ
ることが良い。
First, the vacuum degree of the vacuum container 13 is set to a vacuum higher than about 10 −6 Torr, and the temperature of the substrate 1 is set to a predetermined temperature of 300 ° C. or lower. Into the crucible 3, either Bi or bismuth oxide such as Bi 2 O 3 is put as a raw material containing Bi atoms, and the crucible is heated so that the vapor pressure becomes about 10 −4 Torr or more. The crucible 4 contains Ti and TiO 2 as raw materials containing Ti atoms.
Alternatively, add one of titanium oxides such as Ti 2 O 3 and add B
It is heated in the same manner as the source material containing i atoms. At this time, the composition ratio of the Bi component and the Ti component is measured by a thin film monitor (for example, a crystal oscillator, not shown) installed around the substrate 1, and the temperature of the crucible is adjusted so that the desired ratio is obtained. . The ionization current and the acceleration voltage of the ionization units 5 and 6 and the acceleration electrodes 7 and 8 are set according to the crystal state of the target Bi 4 Ti 3 O 12 thin film. Generally, in order to obtain an oriented film with good crystallinity, it is desirable to ionize and accelerate the vaporized substances from the respective raw materials together.
In order to remove unreacted components such as i, Bi 2 O 3 , Ti, TiO 2 , and Ti 2 O 3 from the obtained thin film 2, the evaporation material from the raw material containing Bi atoms is accelerated more strongly, It is better to ionize more.

第1表にイオン化電流Iiと加速電圧Vaの組み合わせの
一例を示した。ルツボ3には、Bi2O3を、ルツボ4にはT
iを入れ、基板に石英ガラスを用い基板温度を250℃にし
た場合のBi4Ti3O12薄膜の結果を示すと、第1表No.1の
組み合わせの場合、得られた薄膜のX線回折パターンは
第3図のようになり図中Aの部分に(171)回折線がわ
ずかに認められるが、基板のハローパターンしか得られ
ない。また、第1表No.3の条件でも(171)ピークがわ
ずかに強く観測されるが、第3図と同様の結果であっ
た。しかし、第1表No.2の条件になるとX線回折パター
ンは第4図のようになり、これはBi4Ti3O12の粉末のX
線回折パターンと良く対応する。この状態では基板から
のハローパターンに対して観測された回折線の強度が大
きくなっている。さらに、イオン化電流、加速電圧を、
第1表のNo.4、5の条件にすると、それぞれ第5図、第
6図のようなX線回折パターンとなり、b軸配向したBi
4Ti3O12薄膜が得られる。このように、イオンビーム蒸
着法における蒸着条件を変化させることにより、得られ
るBi4Ti3O12の結晶状態を自由に変化させることができ
る。
Table 1 shows an example of the combination of the ionization current Ii and the acceleration voltage Va. Bi 2 O 3 for crucible 3 and T for crucible 4
The results of the Bi 4 Ti 3 O 12 thin film when i was put in and quartz glass was used as the substrate and the substrate temperature was set to 250 ° C., in the case of the combination of No. 1 in Table 1, the X-ray of the obtained thin film The diffraction pattern is as shown in FIG. 3, and the (171) diffraction line is slightly recognized at the portion A in the figure, but only the halo pattern of the substrate is obtained. Also, the (171) peak was slightly strongly observed under the condition of No. 3 in Table 1, but the results were similar to those in FIG. However, under the conditions of No. 2 in Table 1, the X-ray diffraction pattern is as shown in Fig. 4, which is the X-ray of the Bi 4 Ti 3 O 12 powder.
It corresponds well to the line diffraction pattern. In this state, the intensity of the diffraction line observed for the halo pattern from the substrate is high. In addition, the ionization current and acceleration voltage
Under the conditions of Nos. 4 and 5 in Table 1, the X-ray diffraction patterns shown in FIGS.
A 4 Ti 3 O 12 thin film is obtained. As described above, the crystal state of Bi 4 Ti 3 O 12 obtained can be freely changed by changing the vapor deposition conditions in the ion beam vapor deposition method.

さらに、第2図におけるルツボ3、4において、その
形状を変化させ、例えば、蒸発物質の出口にノズルを設
置してそのノズルの形状を変化させることにより、基板
温度をより低くすることも可能である。
Further, it is possible to lower the substrate temperature by changing the shape of the crucibles 3 and 4 in FIG. 2, for example, by installing a nozzle at the outlet of the evaporation material and changing the shape of the nozzle. is there.

(実施例) 以下、本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described.

[実施例1] 第2図に示した装置を用いて、以下のようにBi4Ti3O
12薄膜を作製した。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 2, Bi 4 Ti 3 O was prepared as follows.
12 thin films were prepared.

まず、Bi原子を含む原料物質としてBi2O3、Ti原子を
含む原料物質としてTiをそれぞれルツボ3、4に入れる
(純度はいずれも99.9%以上)。基板2としてコーニン
グ7059ガラスを用い、その温度を250℃に設定した。真
空容器13の真空度を2×10-6Torrとなるように調整し、
酸素ガスを第2図に不図示の導入口より9ml/secの割合
で導入した。各成分のイオン化電流、加速電圧を第1表
No.1の条件に設定した。ルツボ3、4の温度を調整し、
基板付近で2〜3Å/secの割合で蒸着した。得られたBi
4Ti3O12薄膜は2000Åの厚さであり第3図と同等のX線
回折パターンで、アモルファス状の薄膜が得られた。
First, Bi 2 O 3 as a raw material containing Bi atoms and Ti as a raw material containing Ti atoms are placed in the crucibles 3 and 4, respectively (purity is 99.9% or more in each case). Corning 7059 glass was used as the substrate 2, and its temperature was set to 250 ° C. Adjust the vacuum degree of the vacuum vessel 13 to be 2 × 10 -6 Torr,
Oxygen gas was introduced at a rate of 9 ml / sec from an inlet not shown in FIG. Table 1 shows the ionization current and accelerating voltage of each component
It was set to No.1 condition. Adjust the temperature of crucibles 3 and 4,
Deposition was performed at a rate of 2-3 Å / sec near the substrate. Bi obtained
The 4 Ti 3 O 12 thin film had a thickness of 2000 Å, and an amorphous thin film was obtained with the same X-ray diffraction pattern as in FIG.

[実施例2] Bi原子を含む原料物質としてBi2O3、Ti原子を含む原
料物質としてTiを選び、基板はコーニング7059ガラスお
よび石英ガラスを用い、その温度を200℃に設定した。
第1表No.2の条件で実施例1と同様に蒸着した。膜厚が
1500ÅのBi4Ti3O12薄膜のX線回折パターンは第4図と
同等であった。
Example 2 Bi 2 O 3 was selected as the source material containing Bi atoms, and Ti was selected as the source material containing Ti atoms. Corning 7059 glass and quartz glass were used as the substrate, and the temperature was set to 200 ° C.
It vapor-deposited like Example 1 on condition of No. 2 in Table 1. Film thickness
The X-ray diffraction pattern of the 1500 Å Bi 4 Ti 3 O 12 thin film was equivalent to that in FIG.

[実施例3] Bi原子を含む原料物質としてBi2O3、Ti原子を含む原
料物質としてTiを選び、基板はコーニング7059ガラス、
石英ガラス、スライドガラス(S111)および(100)面
のSiウェハーを用い、その温度を200℃に設定した。第
1表No.3の条件で実施例1と同様に蒸着した。膜厚が20
00ÅのBi4Ti3O12薄膜のX線回折パターンは第3図と同
等であった。
Example 3 Bi 2 O 3 was selected as the raw material containing Bi atoms, Ti was selected as the raw material containing Ti atoms, and the substrate was Corning 7059 glass.
Quartz glass, slide glass (S111) and (100) surface Si wafer were used and the temperature was set to 200 ° C. It vapor-deposited like Example 1 on condition of No. 3 in Table 1. Film thickness 20
The X-ray diffraction pattern of the 00Å Bi 4 Ti 3 O 12 thin film was the same as in FIG.

[実施例4] Bi原子を含む原料物質そしてBiあるいはBi2O3のいず
れか一方、Ti原子を含む原料物質としてTi、TiO2、Ti2O
3のいずれか一種を選び、基板としては、コーニング705
9ガラス、石英ガラス、スライドガラス(S111)、前記
ガラス上に金、白金、銅、パラジウム電極を取り付けた
もの、MgO単結晶、PLZTセラミックスおよび(100)面の
Siウェハーを用いた。これらの基板温度を250℃に設定
し、第1表No.4の条件で実施例1と同様に蒸着した。得
られたBi4Ti3O12薄膜は第5図と同等のX線回折パター
ンが得られた。金属電極および低抵抗Siウェハー上のBi
4Ti3O12薄膜上にAl等の電極を取り付け誘電率を測定す
ると、約135の値が得られ、単結晶の値と良く一致し
た。
[Example 4] Raw material containing Bi atoms and either Bi or Bi 2 O 3 , and Ti, TiO 2 , or Ti 2 O as raw material containing Ti atoms
Select any one of 3 and use Corning 705 as the substrate.
9 glass, quartz glass, slide glass (S111), gold, platinum, copper, palladium electrodes attached on the glass, MgO single crystal, PLZT ceramics and (100) plane
A Si wafer was used. The temperature of these substrates was set to 250 ° C., and vapor deposition was carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions of No. 4 in Table 1. The Bi 4 Ti 3 O 12 thin film thus obtained had an X-ray diffraction pattern equivalent to that shown in FIG. Bi on metal electrode and low resistance Si wafer
When an electrode such as Al was mounted on the 4 Ti 3 O 12 thin film and the dielectric constant was measured, a value of about 135 was obtained, which was in good agreement with the value of the single crystal.

[実施例5] 第2図におけるルツボ3、4の出口に内径2mmφm、
高さ2mmのノズルを取り付け、実施例4と同様な基板を
用い、基板温度を150℃に設定した。この条件で実施例
4と同様に蒸着すると第5図に示すものと同等のX線回
折パターンを示すBi4Ti3O12薄膜が得られ、電気特性も
良好であった。
[Embodiment 5] An inner diameter of 2 mmφm at the outlet of the crucibles 3 and 4 in FIG.
A nozzle having a height of 2 mm was attached, the same substrate as in Example 4 was used, and the substrate temperature was set to 150 ° C. When vapor deposition was performed under these conditions in the same manner as in Example 4, a Bi 4 Ti 3 O 12 thin film showing an X-ray diffraction pattern equivalent to that shown in FIG. 5 was obtained, and the electrical characteristics were also good.

[実施例6] 実施例4と同様のBi、Ti原子を含む原料物質、基板を
用い、基板温度を200℃に調整した。第1表No.5の条件
で実施例1と同様に蒸着した。得られたBi4Ti3O12薄膜
は第6図のX線回折パターンと同等であり、電気特性も
良好であった。
Example 6 Using the same raw material and substrate containing Bi and Ti atoms as in Example 4, the substrate temperature was adjusted to 200 ° C. It vapor-deposited like Example 1 on condition of No. 5 in Table 1. The obtained Bi 4 Ti 3 O 12 thin film was equivalent to the X-ray diffraction pattern in FIG. 6 and had good electrical characteristics.

[実施例7] 第2図におけるルツボ3、4の出口に、内径1mmφ、
高さ0.5mmのノズルを取り付け、実施例4と同様な基板
を用い、基板温度を120℃に設定した。実施例6と同様
の条件で蒸着した。得られたBi4Ti3O12薄膜は第6図の
X線回折パターンと同様であり、電気特性も実施例4と
同様に良好であった。
[Embodiment 7] At the outlets of the crucibles 3 and 4 in FIG.
A nozzle having a height of 0.5 mm was attached, the same substrate as in Example 4 was used, and the substrate temperature was set to 120 ° C. Deposition was performed under the same conditions as in Example 6. The obtained Bi 4 Ti 3 O 12 thin film had the same X-ray diffraction pattern as shown in FIG. 6 and good electrical characteristics as in Example 4.

前記実施例ではイオン化電流、加速電圧は第1表の条
件のものに限定した。Bi4Ti3O12薄膜の場合、イオン化
電流が300mA、加速電圧が7kV以上になると、基板上のBi
4Ti3O12薄膜がスパッタリングされるためか膜厚の制御
がむずかしくなる。しかし、前記の値以下であれば蒸着
条件を選択することにより、得られた薄膜の配向性を制
御できる。
In the above embodiment, the ionization current and the acceleration voltage are limited to those shown in Table 1. In the case of Bi 4 Ti 3 O 12 thin film, when the ionization current is 300mA and the acceleration voltage is 7kV or more, Bi on the substrate
It is difficult to control the film thickness because the 4 Ti 3 O 12 thin film is sputtered. However, if the value is less than the above value, the orientation of the obtained thin film can be controlled by selecting the vapor deposition conditions.

また、前記実施例では、導入した酸素は中性の酸素で
あるが、これをイオン化することにより、基板温度をよ
り低くすることが出来、より絶縁耐圧の高い薄膜を得る
ことが出来る。
Further, in the above-mentioned embodiment, the introduced oxygen is neutral oxygen, but by ionizing this, the substrate temperature can be lowered and a thin film having a higher withstand voltage can be obtained.

さらに、ルツボに取り付けたノズルの形状を変えるこ
とにより、より緻密で、より膜表面が平坦なBi4Ti3O12
薄膜の作製が可能である。
Furthermore, by changing the shape of the nozzle attached to the crucible, Bi 4 Ti 3 O 12 with a more precise and flat film surface can be obtained.
A thin film can be produced.

(発明の効果) 以上に説明したように本発明によれば、Ti成分および
Bi成分を、夫々イオンビーム蒸着法によって蒸着させる
ので、アモルファス、単結晶、b軸配向等のBi4Ti3O12
薄膜を、所望の基板上に300℃以下の低温で形成できる
効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the Ti component and
Since the Bi components are deposited by the ion beam deposition method respectively, Bi 4 Ti 3 O 12 such as amorphous, single crystal, b-axis oriented, etc.
There is an effect that a thin film can be formed on a desired substrate at a low temperature of 300 ° C. or lower.

BiとTiの組成比は理論値Bi:Ti=4:3(原子比)に対し
て5%以内で制御可能である。
The composition ratio of Bi and Ti can be controlled within 5% with respect to the theoretical value Bi: Ti = 4: 3 (atomic ratio).

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

第1図はBi4Ti3O12の結晶構造図、第2図は本発明の実
施に用いる装置の概略図、第3図乃至第6図はBi4Ti3O
12薄膜のX線回折パターンの図である。 1……基板、2……Bi4Ti3O12薄膜 3、4……ルツボ、5、6……イオン化ユニット 7、8……加速電極、9、10……イオンビーム 11、12……加速電源、13……真空容器
FIG. 1 is a crystal structure diagram of Bi 4 Ti 3 O 12 , FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus used for carrying out the present invention, and FIGS. 3 to 6 are Bi 4 Ti 3 O 12.
It is a figure of the X-ray-diffraction pattern of 12 thin films. 1 ... Substrate, 2 ... Bi 4 Ti 3 O 12 thin film 3, 4 ... Crucible, 5, 6 ... Ionization unit 7, 8 ... Accelerating electrode, 9, 10 ... Ion beam 11, 12 ... Acceleration Power supply, 13 ... vacuum container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新部 正人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 元井 泰子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 塚本 健夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−6123(JP,A) 特開 昭61−6124(JP,A) 特公 昭55−11245(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masato Nibe 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yasuko Motoi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeo Tsukamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) Reference JP 61-6123 (JP, A) JP 61-6124 (JP, A) JP-B-55-11245 (JP, B2)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともチタン原子を含む原料物質と、
少なくともビスマス原子を含む原料物質のそれぞれから
蒸発せしめられた蒸発物質を所望の位置に配せられた基
板上に蒸着するチタン酸ビスマス薄膜の形成方法におい
て、前記蒸発物質の双方をイオンビーム蒸着法によって
蒸着させ、前記基板上にBi4Ti3O12からなる薄膜を形成
することを特徴とするチタン酸ビスマス薄膜の形成方
法。
1. A raw material containing at least titanium atoms,
In a method of forming a bismuth titanate thin film, wherein vaporized substances vaporized from respective source substances containing at least bismuth atoms are vapor-deposited on a substrate placed at a desired position, both of the vaporized substances are ion beam evaporated. A method for forming a bismuth titanate thin film, which comprises depositing a thin film of Bi 4 Ti 3 O 12 on the substrate.
【請求項2】チタン原子を含む原料物質は、Ti、TiO2
はTi2O3である特許請求の範囲第1項記載のチタン酸ビ
スマス薄膜の形成方法。
2. The method for forming a bismuth titanate thin film according to claim 1, wherein the raw material containing titanium atoms is Ti, TiO 2 or Ti 2 O 3 .
【請求項3】ビスマス原子を含む原料物質は、Bi又はBi
2O3である特許請求の範囲第1項記載のチタン酸ビスマ
ス薄膜の形成方法。
3. The raw material containing a bismuth atom is Bi or Bi.
The method for forming a bismuth titanate thin film according to claim 1, which is 2 O 3 .
【請求項4】基板は、各種ガラス板、シリコン板、各種
セラミック板、酸化物単結晶板、酸化物単結晶板、金属
板又は合金板を用いる特許請求の範囲第1項記載のチタ
ン酸ビスマス薄膜の形成方法。
4. The bismuth titanate according to claim 1, wherein the glass substrate, silicon plate, ceramic plate, oxide single crystal plate, oxide single crystal plate, metal plate or alloy plate is used as the substrate. Method of forming thin film.
【請求項5】基板は、300℃以下に保つ特許請求の範囲
第1項記載のチタン酸ビスマス薄膜の形成方法。
5. The method for forming a bismuth titanate thin film according to claim 1, wherein the substrate is kept at 300 ° C. or lower.
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