JP2768109B2 - 高純度誘電体薄膜 - Google Patents
高純度誘電体薄膜Info
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- JP2768109B2 JP2768109B2 JP4024294A JP2429492A JP2768109B2 JP 2768109 B2 JP2768109 B2 JP 2768109B2 JP 4024294 A JP4024294 A JP 4024294A JP 2429492 A JP2429492 A JP 2429492A JP 2768109 B2 JP2768109 B2 JP 2768109B2
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- JP
- Japan
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- thin film
- less
- dielectric thin
- leakage current
- tio
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線センサー、圧電
フィルター、振動子、レーザーの変調素子、光シャッタ
ー、キャパシタ膜、不揮発性のメモリー等に適用される
高純度のペロブスカイト型の鉛を含有していてもよいチ
タン酸化合物からなる誘電体薄膜とこの薄膜形成に用い
るスパッタリング用ターゲット材に関する。
フィルター、振動子、レーザーの変調素子、光シャッタ
ー、キャパシタ膜、不揮発性のメモリー等に適用される
高純度のペロブスカイト型の鉛を含有していてもよいチ
タン酸化合物からなる誘電体薄膜とこの薄膜形成に用い
るスパッタリング用ターゲット材に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】一般に、誘電体薄膜を形成する
際、良好な特性を得るためにはどのような成膜法でも最
終的に熱処理を行い結晶性を上げることが必要である。
しかし結晶性を上げていくと、同時に結晶粒の成長が起
こり、粒界に析出する不純物を通じてリーク電流が増加
する問題がある。そこで、高純度化することによってリ
ーク電流を減少させることが考えられるが、原料成分を
高純度化するのに手間がかかるため、高純度化とリーク
電流との関係は従来殆ど検討されておらず、どの程度高
純度化すればリーク電流を抑制できるか全く知られてい
ない。
際、良好な特性を得るためにはどのような成膜法でも最
終的に熱処理を行い結晶性を上げることが必要である。
しかし結晶性を上げていくと、同時に結晶粒の成長が起
こり、粒界に析出する不純物を通じてリーク電流が増加
する問題がある。そこで、高純度化することによってリ
ーク電流を減少させることが考えられるが、原料成分を
高純度化するのに手間がかかるため、高純度化とリーク
電流との関係は従来殆ど検討されておらず、どの程度高
純度化すればリーク電流を抑制できるか全く知られてい
ない。
【０００３】
【発明の解決課題】本発明者等は、一般式 ＭＴｉＯ３
で表わされるペロブスカイト型チタン酸化合物からなる
誘電体薄膜の高純度化を試み、成分原料を金属有機化合
物の形で蒸留、昇華、再結晶を繰り返し、あるいはこれ
らを組み合わせることによって高純度化し、不純物濃度
とリーク電流の関係を追及したところ、アルカリ金属不
純物の合計量が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ
以下のときにリーク電流が大幅に減少することを見出し
た。本発明は上記知見に基づくものであり、リーク電流
の少ないペロブスカイト型チタン酸化合物からなる誘電
体薄膜を提供することを目的とする。
で表わされるペロブスカイト型チタン酸化合物からなる
誘電体薄膜の高純度化を試み、成分原料を金属有機化合
物の形で蒸留、昇華、再結晶を繰り返し、あるいはこれ
らを組み合わせることによって高純度化し、不純物濃度
とリーク電流の関係を追及したところ、アルカリ金属不
純物の合計量が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ
以下のときにリーク電流が大幅に減少することを見出し
た。本発明は上記知見に基づくものであり、リーク電流
の少ないペロブスカイト型チタン酸化合物からなる誘電
体薄膜を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題の解決手段：発明の構成】本発明によれば、一般
式ＭＴｉＯ３ または（Ｍ ｘ Ｐｂ １−ｘ ）ＴｉＯ ３ （式
中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃｄから選ばれる１
種または２種以上の金属元素）で表わされるペロブスカ
イト型チタン酸化合物からなり、そのアルカリ金属不純
物の含有量が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする誘電
体薄膜が提供される。また本発明によれば、この誘電体
薄膜をスパッタリング法により形成するためのターゲッ
ト材であって、ターゲット材のアルカリ金属不純物の含
有量が１ｐｐｍ以下であり、それによりアルカリ金属不
純物の含有量が１ｐｐｍ以下の誘電体薄膜をスパッタリ
ングにより形成することができることを特徴とするター
ゲット材も提供される。
式ＭＴｉＯ３ または（Ｍ ｘ Ｐｂ １−ｘ ）ＴｉＯ ３ （式
中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃｄから選ばれる１
種または２種以上の金属元素）で表わされるペロブスカ
イト型チタン酸化合物からなり、そのアルカリ金属不純
物の含有量が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする誘電
体薄膜が提供される。また本発明によれば、この誘電体
薄膜をスパッタリング法により形成するためのターゲッ
ト材であって、ターゲット材のアルカリ金属不純物の含
有量が１ｐｐｍ以下であり、それによりアルカリ金属不
純物の含有量が１ｐｐｍ以下の誘電体薄膜をスパッタリ
ングにより形成することができることを特徴とするター
ゲット材も提供される。
【０００５】本発明に係る第１の誘電体薄膜は、一般式
ＭＴｉＯ３で表わされるペロブスカイト型チタン酸化合
物からなり、Ｍは２価の金属元素であって、Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃｄから１種または２種以上選ばれ
る。また本発明に係る第２の誘電体薄膜は、一般式（Ｍ
ｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３で表わされるペロブスカイト型
鉛含有チタン酸化合物からなり、ＭｘＰｂ１−ｘは全体
で２価の金属元素群であって、Ｍは上記と同じである。
本発明に係る誘電体薄膜の代表的な組成を以下に示す。 ＭｇＴｉＯ３， （ＳｒｘＢａ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＣａＴｉＯ３， （ＣａｘＢａ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＳｒＴｉＯ３， （ＳｒｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＢａＴｉＯ３， （ＭｇｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＣｄＴｉＯ ３ ， （ＳｒｘＭｇ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＣａｘＭｇ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＢａｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＢａｘＣｄ１−ｘ）ＴｉＯ３。
ＭＴｉＯ３で表わされるペロブスカイト型チタン酸化合
物からなり、Ｍは２価の金属元素であって、Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃｄから１種または２種以上選ばれ
る。また本発明に係る第２の誘電体薄膜は、一般式（Ｍ
ｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３で表わされるペロブスカイト型
鉛含有チタン酸化合物からなり、ＭｘＰｂ１−ｘは全体
で２価の金属元素群であって、Ｍは上記と同じである。
本発明に係る誘電体薄膜の代表的な組成を以下に示す。 ＭｇＴｉＯ３， （ＳｒｘＢａ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＣａＴｉＯ３， （ＣａｘＢａ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＳｒＴｉＯ３， （ＳｒｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＢａＴｉＯ３， （ＭｇｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， ＣｄＴｉＯ ３ ， （ＳｒｘＭｇ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＣａｘＭｇ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＢａｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３， （ＢａｘＣｄ１−ｘ）ＴｉＯ３。
【０００６】本発明のペロブスカイト型チタン酸化合物
からなる誘電体薄膜は、薄膜の構成金属成分を金属有機
化合物（例、カルボン酸塩、アルコキシド等）の形で蒸
留、昇華、再結晶を繰返し、あるいはこれらを組合せて
精製することにより高純度化したものを用い、これらを
有機溶媒に所定の組成比となるように溶解して被膜形成
塗布液を調製し、該塗布液を基板に塗布し、乾燥、焼成
することによって得られる。また、精製した上記金属有
機化合物から得た金属酸化物粉末の焼結体をターゲット
材として用いたスパッタリング法によっても上記誘電体
薄膜を得ることができる。
からなる誘電体薄膜は、薄膜の構成金属成分を金属有機
化合物（例、カルボン酸塩、アルコキシド等）の形で蒸
留、昇華、再結晶を繰返し、あるいはこれらを組合せて
精製することにより高純度化したものを用い、これらを
有機溶媒に所定の組成比となるように溶解して被膜形成
塗布液を調製し、該塗布液を基板に塗布し、乾燥、焼成
することによって得られる。また、精製した上記金属有
機化合物から得た金属酸化物粉末の焼結体をターゲット
材として用いたスパッタリング法によっても上記誘電体
薄膜を得ることができる。
【０００７】市販のＰｂ、Ｓｒ、Ｔｉの有機金属化合物
を用い、蒸留、昇華、再結晶等を繰返して数種類の金属
不純物量の異なる有機金属化合物溶液を形成し、この有
機金属化合物を有機溶媒にＳｒ：Ｐｂ：Ｔｉ＝０．７：
０．３：１．０の組成比となるように溶解し、（Ｓｒ
０．７Ｐｂ０．３）ＴｉＯ３換算で１０Ｗｔ％濃度とな
るように重量調整を行って被膜形成用塗布液を作製し、
この溶液をスピンコート法でＰｔ基板上に塗布し膜厚約
３０００Åとした後、７００℃で２時間空気中で焼成
し、（Ｓｒ０．７Ｐｂ０．３）ＴｉＯ３の組成からなる
薄膜を形成した。この膜上にＰｔ電極を設けて、リーク
電流密度を測定したところ図１に示す結果が得られた。
この測定値は膜上の２０箇所の測定点の平均値である。
図から明らかなように、金属不純物の合計量が１ｐｐｍ
以下の範囲でリーク電流が急激に減少し、１ｐｐｍ付近
がリーク電流密度変化の変曲点になっている。金属不純
物量がさらに減少し、０．１ｐｐｍ以下になるとリーク
電流がまた更に減少する。この金属不純物は主にアルカ
リ金属であることが確認された。このように、アルカリ
金属は電荷移動への関与が大きく、粒界に析出するとリ
ーク電流を発生させ易くなるので、本発明において、こ
れらＬｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属不純物の合計含
有量を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とす
る。アルカリ金属不純物量が低減されると結晶粒界の不
純物量が減少し、また膜欠陥が少なくなるので平均値と
してリーク電流が大幅に減少する。また、Ｕ、Ｔｈはα
放射線源となり、誘電体薄膜をＤＲＡＭのキャパシター
膜として用いた場合にα線によるソフトエラーを生ずる
原因となるので、その合計含有量は１０ｐｐｂ以下に制
限することが好ましい。 スパッタリング法により成膜を
行う場合には、使用するターゲット材が上述した不純物
純度、即ち、アルカリ金属不純物の合計含有量が１ｐｐ
ｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下で、好ましくは
Ｕ、Ｔｈの合計含有量が１０ｐｐｂ以下であると、上記
の高純度でリーク電流が少ない誘電体薄膜をスパッタリ
ングにより形成することができる。このターゲット材は
実施例４に示すように、各成分金属の金属有機化合物を
蒸留、昇華、再結晶等を繰返して精製した後、熱分解し
て得た金属酸化物粉末を所定組成比になるように混合
し、焼結することにより製造で きる。
を用い、蒸留、昇華、再結晶等を繰返して数種類の金属
不純物量の異なる有機金属化合物溶液を形成し、この有
機金属化合物を有機溶媒にＳｒ：Ｐｂ：Ｔｉ＝０．７：
０．３：１．０の組成比となるように溶解し、（Ｓｒ
０．７Ｐｂ０．３）ＴｉＯ３換算で１０Ｗｔ％濃度とな
るように重量調整を行って被膜形成用塗布液を作製し、
この溶液をスピンコート法でＰｔ基板上に塗布し膜厚約
３０００Åとした後、７００℃で２時間空気中で焼成
し、（Ｓｒ０．７Ｐｂ０．３）ＴｉＯ３の組成からなる
薄膜を形成した。この膜上にＰｔ電極を設けて、リーク
電流密度を測定したところ図１に示す結果が得られた。
この測定値は膜上の２０箇所の測定点の平均値である。
図から明らかなように、金属不純物の合計量が１ｐｐｍ
以下の範囲でリーク電流が急激に減少し、１ｐｐｍ付近
がリーク電流密度変化の変曲点になっている。金属不純
物量がさらに減少し、０．１ｐｐｍ以下になるとリーク
電流がまた更に減少する。この金属不純物は主にアルカ
リ金属であることが確認された。このように、アルカリ
金属は電荷移動への関与が大きく、粒界に析出するとリ
ーク電流を発生させ易くなるので、本発明において、こ
れらＬｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属不純物の合計含
有量を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とす
る。アルカリ金属不純物量が低減されると結晶粒界の不
純物量が減少し、また膜欠陥が少なくなるので平均値と
してリーク電流が大幅に減少する。また、Ｕ、Ｔｈはα
放射線源となり、誘電体薄膜をＤＲＡＭのキャパシター
膜として用いた場合にα線によるソフトエラーを生ずる
原因となるので、その合計含有量は１０ｐｐｂ以下に制
限することが好ましい。 スパッタリング法により成膜を
行う場合には、使用するターゲット材が上述した不純物
純度、即ち、アルカリ金属不純物の合計含有量が１ｐｐ
ｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下で、好ましくは
Ｕ、Ｔｈの合計含有量が１０ｐｐｂ以下であると、上記
の高純度でリーク電流が少ない誘電体薄膜をスパッタリ
ングにより形成することができる。このターゲット材は
実施例４に示すように、各成分金属の金属有機化合物を
蒸留、昇華、再結晶等を繰返して精製した後、熱分解し
て得た金属酸化物粉末を所定組成比になるように混合
し、焼結することにより製造で きる。
【０００８】
【発明の効果】本発明のペロブスカイト型チタン酸化合
物からなる高純度誘電体薄膜は、従来問題であったリー
ク電流が大幅に減少し、優れた誘電特性を示す。また膜
の部位による特性変化が極めて少ない安定な膜が得ら
れ、エレクトロニクスの分野等において広く用いること
ができる。
物からなる高純度誘電体薄膜は、従来問題であったリー
ク電流が大幅に減少し、優れた誘電特性を示す。また膜
の部位による特性変化が極めて少ない安定な膜が得ら
れ、エレクトロニクスの分野等において広く用いること
ができる。
【０００９】実施例１ 蒸留、昇華、再結晶等を繰返して不純物を取り除き精製
したSr、Tiの金属有機化合物を有機溶媒に Sr:Ti＝1:1
の組成比となるように溶解し、ＳｒＴｉＯ3換算で10wt
％濃度となるように重量調整を行い、被膜形成用塗布液
を製造した。フレームレス発光分析により塗布液中のN
a、K、Liのアルカリ金属を測定したところこれらは何れ
も10ppb 以下であり、U、Thは検出限界以下であった。
この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗布し膜厚約 3
000Ａとした後、700℃で２時間空気中で焼成しＳｒＴｉ
Ｏ3の組成を有する薄膜を形成した。この膜上にPt電極
を形成し電気的特性を測定したところ以下の通りであっ
た。 ───────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 260 0.02 7.3×10-10 A/cm2 862KV/cm ─────────────────────────
したSr、Tiの金属有機化合物を有機溶媒に Sr:Ti＝1:1
の組成比となるように溶解し、ＳｒＴｉＯ3換算で10wt
％濃度となるように重量調整を行い、被膜形成用塗布液
を製造した。フレームレス発光分析により塗布液中のN
a、K、Liのアルカリ金属を測定したところこれらは何れ
も10ppb 以下であり、U、Thは検出限界以下であった。
この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗布し膜厚約 3
000Ａとした後、700℃で２時間空気中で焼成しＳｒＴｉ
Ｏ3の組成を有する薄膜を形成した。この膜上にPt電極
を形成し電気的特性を測定したところ以下の通りであっ
た。 ───────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 260 0.02 7.3×10-10 A/cm2 862KV/cm ─────────────────────────
【００１０】実施例２ 実施例１と同様に不純物を取り除き精製したSr、Pb、Ti
の金属有機化合物を有機溶媒にSr:Pb:Ti＝0.7:0.3:1の
組成比となるように溶解し、Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3換
算で10wt％濃度となるように重量調整を行い、被膜形成
用塗布液を製造した。フレームレス発光分析により塗布
液中のNa、K、Liのアルカリ金属を測定したところこれ
らはは何れも10ppb以下であり、U、Thは検出限界以下で
あった。この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗布し
膜厚約 3000Ａとした後、700℃で２時間空気中で焼成
し、Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3の組成を有する薄膜を形成
した。この膜上にPt電極を形成し電気的特性を測定した
ところ以下の通りであった。 ────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1832 0.06 8.4×10-10 A/cm2 842KV/cm ──────────────────────────
の金属有機化合物を有機溶媒にSr:Pb:Ti＝0.7:0.3:1の
組成比となるように溶解し、Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3換
算で10wt％濃度となるように重量調整を行い、被膜形成
用塗布液を製造した。フレームレス発光分析により塗布
液中のNa、K、Liのアルカリ金属を測定したところこれ
らはは何れも10ppb以下であり、U、Thは検出限界以下で
あった。この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗布し
膜厚約 3000Ａとした後、700℃で２時間空気中で焼成
し、Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3の組成を有する薄膜を形成
した。この膜上にPt電極を形成し電気的特性を測定した
ところ以下の通りであった。 ────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1832 0.06 8.4×10-10 A/cm2 842KV/cm ──────────────────────────
【００１１】実施例３ 実施例１と同様に不純物を取り除き精製したBa、Ca、Ti
の金属有機化合物を有機溶媒にBa:Ca:Ti＝0.97:0.03:1
の組成比となるよう溶解し、Ｂａ0.97Ｃａ0.03ＴｉＯ3
換算で10wt％濃度となるように重量調整を行い、被膜形
成用塗布液を製造した。フレームレス発光分析により塗
布液中のNa、K、Liのアルカリ金属を測定したところこ
れらはは何れも10ppb 以下であり、U、Thは検出限界以
下であった。この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗
布し膜厚約 3000Ａとした後に、700℃で２時間空気中で
焼成し、Ｂａ0.97Ｃａ0.03ＴｉＯ3の組成を有する薄膜
を形成した。この膜上にPt 電極を形成し電気的特性を
測定したところ以下の通りであった。 ─────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1427 0.03 7.5×10-10 A/cm2 817KV/cm ───────────────────────────
の金属有機化合物を有機溶媒にBa:Ca:Ti＝0.97:0.03:1
の組成比となるよう溶解し、Ｂａ0.97Ｃａ0.03ＴｉＯ3
換算で10wt％濃度となるように重量調整を行い、被膜形
成用塗布液を製造した。フレームレス発光分析により塗
布液中のNa、K、Liのアルカリ金属を測定したところこ
れらはは何れも10ppb 以下であり、U、Thは検出限界以
下であった。この溶液をスピンコート法でPt基板上に塗
布し膜厚約 3000Ａとした後に、700℃で２時間空気中で
焼成し、Ｂａ0.97Ｃａ0.03ＴｉＯ3の組成を有する薄膜
を形成した。この膜上にPt 電極を形成し電気的特性を
測定したところ以下の通りであった。 ─────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1427 0.03 7.5×10-10 A/cm2 817KV/cm ───────────────────────────
【００１２】実施例４ 実施例１と同様に精製したＳｒ、Ｔｉの金属有機化合物
から、熱分解によりそれぞれＳｒＯ、ＴｉＯ ２ 粉末を得
た。この粉末をＳｒ：Ｔｉ＝１：１の組成比となるよう
に混合し、焼結させてスパッタリング用ターゲット材を
作製した。なおＳｒＯ、ＴｉＯ ２ 粉末のＮａ、Ｋ、Ｌｉ
のアルカリ金属を測定したところこれらは何れも１０ｐ
ｐｂ以下であり、Ｕ、Ｔｈは検出限界以下であり、従っ
て得られたターゲット材のアルカリ金属含有量および
Ｕ、Ｔｈ含有量も同様であった。このターゲット材を用
いスパッタリング法によりＰｔ基板上に膜厚約３０００
Åの薄膜を形成した後、７００℃で２時間空気中で焼成
し、ＳｒＴｉＯ３の組成を有する薄膜を得た。この膜上
にＰｔ電極を形成し電気的特性を測定したところ以下の
通りであった。
から、熱分解によりそれぞれＳｒＯ、ＴｉＯ ２ 粉末を得
た。この粉末をＳｒ：Ｔｉ＝１：１の組成比となるよう
に混合し、焼結させてスパッタリング用ターゲット材を
作製した。なおＳｒＯ、ＴｉＯ ２ 粉末のＮａ、Ｋ、Ｌｉ
のアルカリ金属を測定したところこれらは何れも１０ｐ
ｐｂ以下であり、Ｕ、Ｔｈは検出限界以下であり、従っ
て得られたターゲット材のアルカリ金属含有量および
Ｕ、Ｔｈ含有量も同様であった。このターゲット材を用
いスパッタリング法によりＰｔ基板上に膜厚約３０００
Åの薄膜を形成した後、７００℃で２時間空気中で焼成
し、ＳｒＴｉＯ３の組成を有する薄膜を得た。この膜上
にＰｔ電極を形成し電気的特性を測定したところ以下の
通りであった。
【００１３】実施例５ 実施例１と同様に精製したPb、Sr、Tiの金属有機化合物
を直接用い、ＣＶＤ法によって膜厚約3000Ａの薄膜をPt
基板上に形成した後、700℃で２時間空気中で焼成して
Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3の組成を有する薄膜を形成し
た。なお原料のアルカリ金属不純物Na、K、Liの濃度は
何れも10ppb以下であり、U,Thは検出限界以下であっ
た。この膜上にPt電極を形成し電気的特性を測定したと
ころ以下の通りであった。 ────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1762 0.04 7.2×10-10 A/cm2 827KV/cm ──────────────────────────
を直接用い、ＣＶＤ法によって膜厚約3000Ａの薄膜をPt
基板上に形成した後、700℃で２時間空気中で焼成して
Ｓｒ0.7Ｐｂ0.3ＴｉＯ3の組成を有する薄膜を形成し
た。なお原料のアルカリ金属不純物Na、K、Liの濃度は
何れも10ppb以下であり、U,Thは検出限界以下であっ
た。この膜上にPt電極を形成し電気的特性を測定したと
ころ以下の通りであった。 ────────────────────────── 誘電率(ε) 誘電損失 リーク電流密度 破壊耐圧 (tanδ) （5V印加時） 1762 0.04 7.2×10-10 A/cm2 827KV/cm ──────────────────────────
【００１４】実施例６〜１０ 次表に示す組成を有する薄膜を実施例１と同様に形成
し、その電気的特性を測定した。この結果を次表に示
す。
し、その電気的特性を測定した。この結果を次表に示
す。
【００１５】
【図１】薄膜のアルカリ不純物量とリーク電流密度の関
係を示すグラフ。
係を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−14760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280335（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280401（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C04B 35/46
Claims (7)
- 【請求項１】 一般式 （ＭｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３ （式中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＣｄから選
ばれる１種または２種以上の金属元素であり、ｘは０＜
ｘ≦１である）で表わされるペロブスカイト型チタン酸
塩化合物からなり、アルカリ金属不純物の含有量が１ｐ
ｐｍ以下であって、空気中７００℃で２時間焼成した後
に測定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０ −８ Ａ／
ｃｍ ２ 台以下であることを特徴とする誘電体薄膜。 - 【請求項２】 一般式 （Ｍ ｘ Ｐｂ １−ｘ ）ＴｉＯ ３ （式中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＣｄから選
ばれる１種または２種以上の金属元素であり、ｘは０＜
ｘ≦１である）で表わされるペロブスカイト型チタン酸
塩化合物からなる、構成金属の精製された有機金属化合
物を含有する塗布液の塗布と焼成により形成された誘電
体薄膜であって、アルカリ金属不純物の含有量が１ｐｐ
ｍ以下であり、空気中７００℃で２時間焼成した後に測
定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０ −８ Ａ／ｃｍ
２ 台以下であることを特徴とする誘電体薄膜。 - 【請求項３】 一般式 （Ｍ ｘ Ｐｂ １−ｘ ）ＴｉＯ ３ （式中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＣｄから選
ばれる１種または２種以上の金属元素であり、ｘは０＜
ｘ≦１である）で表わされるペロブスカイト型チタン酸
塩化合物からなる、構成金属の精製された有機金属化合
物を熱分解して得た金属酸化物の混合物の焼結体からな
るターゲット材からスパッタリング法により形成された
誘電体薄膜であって、アルカリ金属不純物の含有量が１
ｐｐｍ以下であり、空気中７００℃で２時間焼成した後
に測定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０ −８ Ａ／
ｃｍ ２ 台以下であることを特徴とする誘電体薄膜。 - 【請求項４】 一般式 （Ｍ ｘ Ｐｂ １−ｘ ）ＴｉＯ ３ （式中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＣｄから選
ばれる１種または２種以上の金属元素であり、ｘは０＜
ｘ≦１である）で表わされるペロブスカイト型チタン酸
塩化合物からなる、構成金属の精製された有機金属化合
物からＣＶＤ法により形成された誘電体薄膜であって、
アルカリ金属不純物の含有量が１ｐｐｍ以下であり、空
気中７００℃で２時間焼成した後に測定した５Ｖ印加時
のリーク電 流密度が１０ −８ Ａ／ｃｍ ２ 台以下であるこ
とを特徴とする誘電体薄膜。 - 【請求項５】 アルカリ金属不純物の含有量が０．１ｐ
ｐｍ以下であり、かつＵ、Ｔｈの合計含有量が１０ｐｐ
ｂ以下であって、空気中７００℃で２時間焼成した後に
測定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０ −９ Ａ／ｃ
ｍ ２ 台以下であることを特徴とする請求項１、２、３ま
たは４記載の誘導体薄膜。 - 【請求項６】 一般式 （ＭｘＰｂ１−ｘ）ＴｉＯ３ （式中、ＭはＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，ＳｒおよびＣｄから選
ばれる１種または２種以上の金属元素であり、ｘは０＜
ｘ≦１である）で表わされるペロブスカイト型チタン酸
塩化合物からなる誘電体薄膜をスパッタリング法により
形成するためのターゲット材であって、構成金属の精製
された有機金属化合物を熱分解して得た金属酸化物の混
合物の焼結体からなり、そのアルカリ金属不純物の含有
量が１ｐｐｍ以下であって、空気中７００℃で２時間焼
成した後に測定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０
−８Ａ／ｃｍ２台以下の誘電体薄膜を形成することがで
きることを特徴とするターゲット材。 - 【請求項７】 アルカリ金属不純物の含有量が０．１ｐ
ｐｍ以下であり、かつＵ、Ｔｈの合計含有量が１０ｐｐ
ｂ以下であって、空気中７００℃で２時間焼成した後に
測定した５Ｖ印加時のリーク電流密度が１０ −９ Ａ／ｃ
ｍ ２ 台以下の誘電体薄膜を形成することができることを
特徴とする請求項６記載のターゲット材。
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|---|---|---|---|
| JP4024294A JP2768109B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 高純度誘電体薄膜 |
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|---|---|---|---|
| JP4024294A JP2768109B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 高純度誘電体薄膜 |
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