JP2810013B2 - 酸化物薄膜の形成方法および酸化物薄膜 - Google Patents
酸化物薄膜の形成方法および酸化物薄膜Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、α−ＮａＦｅＯ2
型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜の
形成方法および酸化物薄膜に関する。
型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜の
形成方法および酸化物薄膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、リチウムイオンを用いる二次電
池は放電電位が高く、エネルギー密度が高い電池として
近年注目されている。リチウムイオン二次電池の正極活
物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2 ）、ニッ
ケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）等のα−ＮａＦｅＯ2
型構造の酸化物が知られている。ＬｉＮｉＯ2 は、理論
容量が大きく、かつ放電電位が高いという優れた特性を
有し、ＬｉＣｏＯ2 に比べて資源が豊富であることか
ら、特に正極活物質として期待されている材料である。
池は放電電位が高く、エネルギー密度が高い電池として
近年注目されている。リチウムイオン二次電池の正極活
物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2 ）、ニッ
ケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）等のα−ＮａＦｅＯ2
型構造の酸化物が知られている。ＬｉＮｉＯ2 は、理論
容量が大きく、かつ放電電位が高いという優れた特性を
有し、ＬｉＣｏＯ2 に比べて資源が豊富であることか
ら、特に正極活物質として期待されている材料である。
【０００３】携帯電話やパソコンの電源として使用され
ている最も一般的なリチウムイオン二次電池では、粒状
の正極活物質を結合剤と共にアルミニウムのような金属
箔に薄く均一に塗布した正極を用いている。最近、電子
デバイスの小型化や高集積化に対応して電池の薄型化や
小型化の試みがなされている。また、マイクロマシンの
ような超小型電池の開発に対する期待が高まっている。
このような超小型・薄型電池の正極には薄膜化した活物
質の使用が要望されている。また、このような超小型・
薄型電池ではリチウムイオンの移動速度が大きく、内部
抵抗が小さいことが求められている。さらに、薄膜化し
た活物質においてはリチウムイオンの移動と密接に関連
する薄膜のミクロ構造を変化させることにより、充放電
時のリチウムイオンの移動速度や移動方向を変えること
ができると考えられ、リチウムイオンの移動速度や移動
方向の制御が可能な薄膜の実現が期待されている。
ている最も一般的なリチウムイオン二次電池では、粒状
の正極活物質を結合剤と共にアルミニウムのような金属
箔に薄く均一に塗布した正極を用いている。最近、電子
デバイスの小型化や高集積化に対応して電池の薄型化や
小型化の試みがなされている。また、マイクロマシンの
ような超小型電池の開発に対する期待が高まっている。
このような超小型・薄型電池の正極には薄膜化した活物
質の使用が要望されている。また、このような超小型・
薄型電池ではリチウムイオンの移動速度が大きく、内部
抵抗が小さいことが求められている。さらに、薄膜化し
た活物質においてはリチウムイオンの移動と密接に関連
する薄膜のミクロ構造を変化させることにより、充放電
時のリチウムイオンの移動速度や移動方向を変えること
ができると考えられ、リチウムイオンの移動速度や移動
方向の制御が可能な薄膜の実現が期待されている。
【０００４】一方、ＬｉＣｏＯ2 やＬｉＮｉＯ2 は電池
への応用以外に、電気化学的な酸化還元反応によって光
学的な性質が可逆的に変化する現象、いわゆるエレクト
ロクロミズムを発現する材料への応用も期待されてい
る。エレクトロクロミズムを示す材料は、エレクトロク
ロミックデバイスと呼ばれる表示素子、調光装置等に応
用される。このような装置への応用において効果的に機
能を発揮させるためには薄膜状態で用いられることが多
い。例えば、素子の動作速度や信頼性に関わる因子であ
るイオンの移動速度の制御が可能な薄膜が求められてい
る。
への応用以外に、電気化学的な酸化還元反応によって光
学的な性質が可逆的に変化する現象、いわゆるエレクト
ロクロミズムを発現する材料への応用も期待されてい
る。エレクトロクロミズムを示す材料は、エレクトロク
ロミックデバイスと呼ばれる表示素子、調光装置等に応
用される。このような装置への応用において効果的に機
能を発揮させるためには薄膜状態で用いられることが多
い。例えば、素子の動作速度や信頼性に関わる因子であ
るイオンの移動速度の制御が可能な薄膜が求められてい
る。
【０００５】以上説明したＬｉＣｏＯ2 やＬｉＮｉＯ2
の応用から、これらを薄膜として利用する期待が高まっ
ている。従来よりα−ＮａＦｅＯ2 型構造の酸化物のう
ち、ＬｉＣｏＯ2 薄膜については例えばJournal of Ele
ctrochemical Society Vol.140 (1983), p.575に掲載さ
れているようにレーザ蒸着法により形成する方法が知ら
れている。一方、ＬｉＮｉＯ2 薄膜の形成方法は未だ知
られていない。したがって、ＬｉＮｉＯ2 薄膜の形成方
法が確立されれば前述した多様な分野への応用が可能に
なる。
の応用から、これらを薄膜として利用する期待が高まっ
ている。従来よりα−ＮａＦｅＯ2 型構造の酸化物のう
ち、ＬｉＣｏＯ2 薄膜については例えばJournal of Ele
ctrochemical Society Vol.140 (1983), p.575に掲載さ
れているようにレーザ蒸着法により形成する方法が知ら
れている。一方、ＬｉＮｉＯ2 薄膜の形成方法は未だ知
られていない。したがって、ＬｉＮｉＯ2 薄膜の形成方
法が確立されれば前述した多様な分野への応用が可能に
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、超小型電池
や超薄型電池の正極活物質、さらにエレクトロクロミッ
クデバイスの材料として好適なＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化
物薄膜の形成方法を提供しようとするものである。
や超薄型電池の正極活物質、さらにエレクトロクロミッ
クデバイスの材料として好適なＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化
物薄膜の形成方法を提供しようとするものである。
【０００７】本発明は、電池やエレクトロクロミックデ
バイスの機能と密接に関連するリチウムイオンの移動速
度や移動方向を制御することが可能な結晶配向性を有す
るＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を提供しようとするもの
である。
バイスの機能と密接に関連するリチウムイオンの移動速
度や移動方向を制御することが可能な結晶配向性を有す
るＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を提供しようとするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる酸化物薄
膜の形成方法は、α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有す
るＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜の形成方法であって、
少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯを含む組成のターゲット
を用いて酸素雰囲気中でスパッタリングして基板上に前
記組成の非晶質酸化物薄膜を堆積した後、この非晶質酸
化物薄膜を酸素雰囲気中で熱処理することを特徴とする
ものである。
膜の形成方法は、α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有す
るＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜の形成方法であって、
少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯを含む組成のターゲット
を用いて酸素雰囲気中でスパッタリングして基板上に前
記組成の非晶質酸化物薄膜を堆積した後、この非晶質酸
化物薄膜を酸素雰囲気中で熱処理することを特徴とする
ものである。
【０００９】前記ターゲットは、α−ＮａＦｅＯ2 型の
結晶構造を有するＬｉＮｉ1-n ＸnＯ2 （ただし、Ｘは
Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる少なくとも１種の元
素、ｎは０≦ｎ＜１を示す）にて表わされる酸化物から
なることが好ましい。
結晶構造を有するＬｉＮｉ1-n ＸnＯ2 （ただし、Ｘは
Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる少なくとも１種の元
素、ｎは０≦ｎ＜１を示す）にて表わされる酸化物から
なることが好ましい。
【００１０】本発明に係わる酸化物薄膜は、少なくとも
Ｌｉ、ＮｉおよびＯの元素から構成されたα−ＮａＦｅ
Ｏ2 型の結晶構造を有する酸化物薄膜であって、単結晶
基板上に前記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板
表面に対して垂直になるように配置されていることを特
徴とするものである。
Ｌｉ、ＮｉおよびＯの元素から構成されたα−ＮａＦｅ
Ｏ2 型の結晶構造を有する酸化物薄膜であって、単結晶
基板上に前記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板
表面に対して垂直になるように配置されていることを特
徴とするものである。
【００１１】本発明に係わる別の酸化物薄膜は、少なく
ともＬｉ、ＮｉおよびＯの元素から構成されたα−Ｎａ
ＦｅＯ2 型の結晶構造を有する酸化物薄膜であって、単
結晶基板上に前記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記
基板表面に対して平行になるように配置されていること
を特徴とするものである。
ともＬｉ、ＮｉおよびＯの元素から構成されたα−Ｎａ
ＦｅＯ2 型の結晶構造を有する酸化物薄膜であって、単
結晶基板上に前記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記
基板表面に対して平行になるように配置されていること
を特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる酸化物薄膜
の形成方法を詳細に説明する。 （第１工程）まず、少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯを含
む組成のターゲットを用いて酸素雰囲気中でスパッタリ
ングして基板上に前記組成の非晶質酸化物薄膜を堆積す
る。
の形成方法を詳細に説明する。 （第１工程）まず、少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯを含
む組成のターゲットを用いて酸素雰囲気中でスパッタリ
ングして基板上に前記組成の非晶質酸化物薄膜を堆積す
る。
【００１３】前記基板としては、例えばＭｇＯ、Ｎｉ
Ｏ、ＬｉＦまたはＡｌ2 Ｏ3 のいずれの材料からなる多
結晶基板もしくは単結晶基板を用いることができる。こ
のような基板材料は、後述する熱処理工程で基板と薄膜
との反応が起こり難いため、反応生成物としての不純物
が含まれず、結晶性の良好なα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶
構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜を形成する
ことが可能になる。なお、多結晶基板を用いた場合には
前記多結晶基板上に無配向性の酸化物薄膜を形成するこ
とが可能になる。一方、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＬｉＦからな
る単結晶基板を用いることによって、前記基板上に極め
て配向性が高いか、もしくは単結晶である酸化物薄膜を
形成することが可能になる。
Ｏ、ＬｉＦまたはＡｌ2 Ｏ3 のいずれの材料からなる多
結晶基板もしくは単結晶基板を用いることができる。こ
のような基板材料は、後述する熱処理工程で基板と薄膜
との反応が起こり難いため、反応生成物としての不純物
が含まれず、結晶性の良好なα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶
構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜を形成する
ことが可能になる。なお、多結晶基板を用いた場合には
前記多結晶基板上に無配向性の酸化物薄膜を形成するこ
とが可能になる。一方、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＬｉＦからな
る単結晶基板を用いることによって、前記基板上に極め
て配向性が高いか、もしくは単結晶である酸化物薄膜を
形成することが可能になる。
【００１４】前記組成のターゲットは、例えばα−Ｎａ
ＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉＮｉ1-n Ｘn Ｏ2
（ただし、ＸはＣｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる少な
くとも１種の元素、ｎは０≦ｎ＜１を示す）にて表わさ
れる酸化物を用いることが好ましい。
ＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉＮｉ1-n Ｘn Ｏ2
（ただし、ＸはＣｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる少な
くとも１種の元素、ｎは０≦ｎ＜１を示す）にて表わさ
れる酸化物を用いることが好ましい。
【００１５】前記ターゲットは、１つのみならず、複数
用いてもよい。ただし、複数のターゲットを用いる場合
には少なくとも１つのターゲットは前記ＬｉＮｉ1-n Ｘ
n Ｏ2 にて表わされる酸化物からなることが好ましく、
他のターゲットとしてＬｉ2Ｏ、ＮｉＯなどを同時に用
いることが可能である。
用いてもよい。ただし、複数のターゲットを用いる場合
には少なくとも１つのターゲットは前記ＬｉＮｉ1-n Ｘ
n Ｏ2 にて表わされる酸化物からなることが好ましく、
他のターゲットとしてＬｉ2Ｏ、ＮｉＯなどを同時に用
いることが可能である。
【００１６】前記スパッタリング時の雰囲気は、１×１
０-6Ｔｏｒｒ〜５×１０-2Ｔｏｒｒの範囲の分圧にする
ことが好ましい。前記範囲外の酸素分圧条件にすると、
α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造酸化物以外の酸化物、例
えばＮｉＯが生成し易く、またＮｉの一部をＣｏで置換
したターゲットを用いた場合はＣｏ3 Ｏ4 が生成し易く
なる恐れがある。
０-6Ｔｏｒｒ〜５×１０-2Ｔｏｒｒの範囲の分圧にする
ことが好ましい。前記範囲外の酸素分圧条件にすると、
α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造酸化物以外の酸化物、例
えばＮｉＯが生成し易く、またＮｉの一部をＣｏで置換
したターゲットを用いた場合はＣｏ3 Ｏ4 が生成し易く
なる恐れがある。
【００１７】前記スパッタリング時の基板温度は、１０
０℃以下にすることが好ましい。基板温度が１００℃を
越えると、非晶質の酸化物薄膜を基板上に堆積すること
が困難になる。
０℃以下にすることが好ましい。基板温度が１００℃を
越えると、非晶質の酸化物薄膜を基板上に堆積すること
が困難になる。
【００１８】（第２工程）次いで、前記非晶質酸化物薄
膜を酸素雰囲気中で熱処理することにより前記基板上に
α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ
系の酸化物薄膜を形成する。
膜を酸素雰囲気中で熱処理することにより前記基板上に
α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ
系の酸化物薄膜を形成する。
【００１９】前記熱処理は、１×１０-1Ｔｏｒｒ以上、
より好ましくは１００Ｔｏｒｒ以上の酸素分圧の雰囲気
下、２００〜９００℃の温度で行うことが望ましい。前
記熱処理を１×１０-1Ｔｏｒｒ未満の酸素分圧雰囲気、
または９００℃を越える温度で行うと、α−ＮａＦｅＯ
2 型の結晶構造酸化物以外の酸化物が生成し易くなる恐
れがある。一方、前記熱処理温度を２００℃未満にする
と前記非晶質酸化物薄膜の結晶化が進行し難くなり、α
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の酸化物薄膜を形成するこ
とが困難になる。
より好ましくは１００Ｔｏｒｒ以上の酸素分圧の雰囲気
下、２００〜９００℃の温度で行うことが望ましい。前
記熱処理を１×１０-1Ｔｏｒｒ未満の酸素分圧雰囲気、
または９００℃を越える温度で行うと、α−ＮａＦｅＯ
2 型の結晶構造酸化物以外の酸化物が生成し易くなる恐
れがある。一方、前記熱処理温度を２００℃未満にする
と前記非晶質酸化物薄膜の結晶化が進行し難くなり、α
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の酸化物薄膜を形成するこ
とが困難になる。
【００２０】以上説明した本発明によれば、少なくとも
Ｌｉ、ＮｉおよびＯを含む組成のターゲットを酸素雰囲
気中でスパッタリングして基板上に前記組成の非晶質酸
化物薄膜を堆積した後、この非晶質酸化物薄膜を酸素雰
囲気中で熱処理することによってα−ＮａＦｅＯ2 型の
結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜を形成
することができる。
Ｌｉ、ＮｉおよびＯを含む組成のターゲットを酸素雰囲
気中でスパッタリングして基板上に前記組成の非晶質酸
化物薄膜を堆積した後、この非晶質酸化物薄膜を酸素雰
囲気中で熱処理することによってα−ＮａＦｅＯ2 型の
結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜を形成
することができる。
【００２１】すなわち、例えばＭｇＯ、ＮｉＯまたはＬ
ｉＦからなる単結晶の基板上に少なくともＬｉ、Ｎｉお
よびＯを含む組成のターゲットを用いて酸素雰囲気中で
スパッタリングすると、前記基板上に前記組成を持つ非
晶質の酸化物薄膜が堆積される。この酸化物薄膜を酸素
雰囲気中で熱処理すると、前記単結晶基板を結晶核とす
る非晶質の結晶化と原子配列の秩序化が進行する、いわ
ゆるエピタキシーにより高い配向性と優れた結晶性を持
つα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−
Ｏ系酸化物薄膜を形成することができる。
ｉＦからなる単結晶の基板上に少なくともＬｉ、Ｎｉお
よびＯを含む組成のターゲットを用いて酸素雰囲気中で
スパッタリングすると、前記基板上に前記組成を持つ非
晶質の酸化物薄膜が堆積される。この酸化物薄膜を酸素
雰囲気中で熱処理すると、前記単結晶基板を結晶核とす
る非晶質の結晶化と原子配列の秩序化が進行する、いわ
ゆるエピタキシーにより高い配向性と優れた結晶性を持
つα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−
Ｏ系酸化物薄膜を形成することができる。
【００２２】特に、＜１１０＞方位の単結晶基板上への
前記非晶質酸化物薄膜の堆積、熱処理を行うことによっ
て、α−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造の酸化物結晶の＜１１
０＞方向が前記基板面と垂直になる、つまり＜１１０＞
方向に極めて強く配向した結晶性に優れたα−ＮａＦｅ
Ｏ2 型結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を
形成することができる。また、＜１１１＞方位の単結晶
基板上への前記非晶質酸化物薄膜の堆積、熱処理を行う
ことによって、α−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造の酸化物結
晶の＜１１１＞方向が前記基板面と水平になる、つまり
＜１１１＞方向に極めて強く配向した結晶性に優れたα
−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸
化物薄膜を形成することができる。
前記非晶質酸化物薄膜の堆積、熱処理を行うことによっ
て、α−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造の酸化物結晶の＜１１
０＞方向が前記基板面と垂直になる、つまり＜１１０＞
方向に極めて強く配向した結晶性に優れたα−ＮａＦｅ
Ｏ2 型結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を
形成することができる。また、＜１１１＞方位の単結晶
基板上への前記非晶質酸化物薄膜の堆積、熱処理を行う
ことによって、α−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造の酸化物結
晶の＜１１１＞方向が前記基板面と水平になる、つまり
＜１１１＞方向に極めて強く配向した結晶性に優れたα
−ＮａＦｅＯ2 型結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸
化物薄膜を形成することができる。
【００２３】なお、例えばＭｇＯ、ＮｉＯ、ＬｉＦまた
はＡｌ2 Ｏ3 の多結晶からなる基板上への前記非晶質酸
化物薄膜の堆積、熱処理を行うことによって、無配向性
のα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−
Ｏ系酸化物薄膜を形成することができる。
はＡｌ2 Ｏ3 の多結晶からなる基板上への前記非晶質酸
化物薄膜の堆積、熱処理を行うことによって、無配向性
のα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有するＬｉ−Ｎｉ−
Ｏ系酸化物薄膜を形成することができる。
【００２４】次に、本発明に係わるＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系の
酸化物薄膜について説明する。この酸化物薄膜は、少な
くともＬｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成されたα−Ｎ
ａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、かつ単結晶基板上に前
記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板表面に対し
て垂直になるように配置されている。
酸化物薄膜について説明する。この酸化物薄膜は、少な
くともＬｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成されたα−Ｎ
ａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、かつ単結晶基板上に前
記薄膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板表面に対し
て垂直になるように配置されている。
【００２５】前記酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一部がＣ
ｏ、Ｍｎ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種で置換され
た固溶体であり、またＢを固溶した固溶体であることを
許容する。
ｏ、Ｍｎ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種で置換され
た固溶体であり、またＢを固溶した固溶体であることを
許容する。
【００２６】前記単結晶基板は、例えばＭｇＯ、ＮｉＯ
またはＬｉＦから選ばれる材料からなる場合、＜１１０
＞方位のものが用いられる。以上説明した本発明に係わ
る酸化物薄膜は、Ｌｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成さ
れたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、結晶の＜１
１０＞方向が単結晶基板表面に対して垂直に配置されて
いるため、前記基板表面に垂直に電位をかけた場合、こ
の垂直方向で高いリチウムイオン移動性を有する。すな
わち、リチウムイオンは前記酸化物薄膜の厚さ方向にす
ばやく移動するため、この特性を超小型・薄型電池やエ
レクトロクロミックデバイス等に応用することができ
る。
またはＬｉＦから選ばれる材料からなる場合、＜１１０
＞方位のものが用いられる。以上説明した本発明に係わ
る酸化物薄膜は、Ｌｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成さ
れたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、結晶の＜１
１０＞方向が単結晶基板表面に対して垂直に配置されて
いるため、前記基板表面に垂直に電位をかけた場合、こ
の垂直方向で高いリチウムイオン移動性を有する。すな
わち、リチウムイオンは前記酸化物薄膜の厚さ方向にす
ばやく移動するため、この特性を超小型・薄型電池やエ
レクトロクロミックデバイス等に応用することができ
る。
【００２７】また、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる
少なくとも１種で置換した酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一
部がＣｏ、Ｍｎ、Ａｌのような置換原子で置き換えられ
た構造、またはＢを固溶した構造を有するため、リチウ
ムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合、充放
電の繰り返しによる結晶の劣化を抑制する効果を有す
る。
少なくとも１種で置換した酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一
部がＣｏ、Ｍｎ、Ａｌのような置換原子で置き換えられ
た構造、またはＢを固溶した構造を有するため、リチウ
ムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合、充放
電の繰り返しによる結晶の劣化を抑制する効果を有す
る。
【００２８】次に、本発明に係わる別のＬｉ−Ｎｉ−Ｏ
系の酸化物薄膜について説明する。この酸化物薄膜は、
少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成されたα
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、かつ単結晶基板上
に空く膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板表面に対
して水平に配置されている。
系の酸化物薄膜について説明する。この酸化物薄膜は、
少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの原子から構成されたα
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有し、かつ単結晶基板上
に空く膜の酸化物の＜１１０＞方向が前記基板表面に対
して水平に配置されている。
【００２９】前記酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一部がＣ
ｏ、Ｍｎ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種で置換され
た固溶体であり、またＢを固溶した固溶体であることを
許容する。
ｏ、Ｍｎ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種で置換され
た固溶体であり、またＢを固溶した固溶体であることを
許容する。
【００３０】前記単結晶基板は、例えばＭｇＯ、ＮｉＯ
またはＬｉＦから選ばれる材料からなる場合、＜１１１
＞方位のものが用いられる。以上説明した本発明に係わ
る別の酸化物薄膜は、少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの
原子から構成されたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有
し、かつ単結晶基板上に薄膜の酸化物の＜１１０＞方向
が前記基板表面に対して水平に配置されているため、前
記基板表面に水平に電位をかけた場合、この水平方向で
高いリチウムイオン移動性を有する。すなわち、リチウ
ムイオンは薄膜の面方向にすばやく移動する。この場
合、電流を薄膜の側面から取り出せるため、半導体素子
と組み合わせて使用することが可能になる。
またはＬｉＦから選ばれる材料からなる場合、＜１１１
＞方位のものが用いられる。以上説明した本発明に係わ
る別の酸化物薄膜は、少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの
原子から構成されたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有
し、かつ単結晶基板上に薄膜の酸化物の＜１１０＞方向
が前記基板表面に対して水平に配置されているため、前
記基板表面に水平に電位をかけた場合、この水平方向で
高いリチウムイオン移動性を有する。すなわち、リチウ
ムイオンは薄膜の面方向にすばやく移動する。この場
合、電流を薄膜の側面から取り出せるため、半導体素子
と組み合わせて使用することが可能になる。
【００３１】また、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる
少なくとも１種で置換した酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一
部がＣｏ、Ｍｎ、Ａｌのような置換原子で置き換えられ
た構造、またはＢを固溶した構造を有するため、リチウ
ムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合、充放
電の繰り返しによる結晶の劣化を抑制する効果を有す
る。
少なくとも１種で置換した酸化物薄膜は、Ｎｉ原子の一
部がＣｏ、Ｍｎ、Ａｌのような置換原子で置き換えられ
た構造、またはＢを固溶した構造を有するため、リチウ
ムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合、充放
電の繰り返しによる結晶の劣化を抑制する効果を有す
る。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 （実施例１）真空容器内にＭｇＯからなる＜１１１＞方
位の単結晶基板を非加熱状態で配置し、前記真空容器内
を１．５×１０-3Ｔｏｒｒのアルゴンガス（スパッタリ
ングガス）、酸素分圧４．５×１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気
とし、前記真空容器内に配置したＬｉＮｉＯ2 焼結体か
らなるターゲットを用いて高周波マグネトロンスパッタ
リングすることによって前記単結晶基板上に厚さ約１５
０ｎｍの薄膜を形成した。つづいて、前記真空容器内に
７６０Ｔｏｒｒの酸素ガスを１リットル／分の流量で供
給しながら、前記単結晶基板を室温から３０℃／分の昇
温速度で６５０℃まで加熱し、６５０℃で５分間保持し
た。ひきつづき、加熱を停止し、室温まで冷却した。
位の単結晶基板を非加熱状態で配置し、前記真空容器内
を１．５×１０-3Ｔｏｒｒのアルゴンガス（スパッタリ
ングガス）、酸素分圧４．５×１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気
とし、前記真空容器内に配置したＬｉＮｉＯ2 焼結体か
らなるターゲットを用いて高周波マグネトロンスパッタ
リングすることによって前記単結晶基板上に厚さ約１５
０ｎｍの薄膜を形成した。つづいて、前記真空容器内に
７６０Ｔｏｒｒの酸素ガスを１リットル／分の流量で供
給しながら、前記単結晶基板を室温から３０℃／分の昇
温速度で６５０℃まで加熱し、６５０℃で５分間保持し
た。ひきつづき、加熱を停止し、室温まで冷却した。
【００３３】前記熱処理前後における薄膜のＸ線回折図
を図１に示す。なお、図１の（ａ）は熱処理前の薄膜の
Ｘ線回折図、同図の（ｂ）は熱処理後の薄膜のＸ線回折
図である。
を図１に示す。なお、図１の（ａ）は熱処理前の薄膜の
Ｘ線回折図、同図の（ｂ）は熱処理後の薄膜のＸ線回折
図である。
【００３４】図１から明らかなように熱処理前の薄膜は
非晶質であり、熱処理後の薄膜は結晶化していることが
わかる。図１の（ｂ）より熱処理後の薄膜はα−ＮａＦ
ｅＯ2 型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であり、＜１１１＞
方向に強く配向していることがわかる。
非晶質であり、熱処理後の薄膜は結晶化していることが
わかる。図１の（ｂ）より熱処理後の薄膜はα−ＮａＦ
ｅＯ2 型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であり、＜１１１＞
方向に強く配向していることがわかる。
【００３５】（実施例２）ＭｇＯからなる＜１１０＞方
位の単結晶基板を用いた以外、実施例１と同様な条件で
スパッタリング、熱処理を行って前記基板上に薄膜を形
成した。
位の単結晶基板を用いた以外、実施例１と同様な条件で
スパッタリング、熱処理を行って前記基板上に薄膜を形
成した。
【００３６】熱処理前後における薄膜のＸ線回折を行っ
た。その結果、熱処理前の薄膜は非晶質であることが確
認された。また、熱処理後の薄膜のＸ線回折図を図２に
示す。この図２から明らかなように熱処理後の薄膜はα
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であり、＜
１１０＞方向に強く配向していることがわかる。
た。その結果、熱処理前の薄膜は非晶質であることが確
認された。また、熱処理後の薄膜のＸ線回折図を図２に
示す。この図２から明らかなように熱処理後の薄膜はα
−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であり、＜
１１０＞方向に強く配向していることがわかる。
【００３７】なお、ＭｇＯからなる多結晶基板を用いた
以外、実施例１と同様な条件でスパッタリング、熱処理
を行った結果、明確な配向性を持たないＬｉＮｉＯ2 薄
膜が形成された。
以外、実施例１と同様な条件でスパッタリング、熱処理
を行った結果、明確な配向性を持たないＬｉＮｉＯ2 薄
膜が形成された。
【００３８】（実施例３）ＭｇＯからなる＜１１１＞方
位の単結晶基板を用い、かつＬｉＮｉＯ2 焼結体および
ＬｉＣｏＯ2 焼結体からなる２つのターゲットを用いた
以外、実施例１と同様な件でスパッタリング、熱処理を
行って前記基板上に薄膜を形成した。
位の単結晶基板を用い、かつＬｉＮｉＯ2 焼結体および
ＬｉＣｏＯ2 焼結体からなる２つのターゲットを用いた
以外、実施例１と同様な件でスパッタリング、熱処理を
行って前記基板上に薄膜を形成した。
【００３９】熱処理後の薄膜のＸ線回折を行った結果、
図３に示すＸ線回折図が得られた。また、前記薄膜の組
成分析を行った。このような図３に示すＸ線回折図およ
び組成分析から、前記薄膜はα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶
構造のＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.2Ｏ2 であり、＜１１１＞方
向に強く配向していることがわかった。
図３に示すＸ線回折図が得られた。また、前記薄膜の組
成分析を行った。このような図３に示すＸ線回折図およ
び組成分析から、前記薄膜はα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶
構造のＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.2Ｏ2 であり、＜１１１＞方
向に強く配向していることがわかった。
【００４０】（実施例４〜６）ＭｇＯからなる＜１１１
＞方位の単結晶基板を用い、かつＬｉＮｉ0.97Ｂ0.03Ｏ
2 焼結体からなるターゲット（実施例４）、ＬｉＮｉ
0.8 Ｍｎ0.2 Ｏ2 焼結体からなるターゲット（実施例
５）、およびＬｉＮｉ0.97Ａｌ0.03Ｏ2 焼結体からなる
ターゲット（実施例６）をそれぞれ用いた以外、実施例
１と同様な件でスパッタリング、熱処理を行って前記基
板上に薄膜を形成した。
＞方位の単結晶基板を用い、かつＬｉＮｉ0.97Ｂ0.03Ｏ
2 焼結体からなるターゲット（実施例４）、ＬｉＮｉ
0.8 Ｍｎ0.2 Ｏ2 焼結体からなるターゲット（実施例
５）、およびＬｉＮｉ0.97Ａｌ0.03Ｏ2 焼結体からなる
ターゲット（実施例６）をそれぞれ用いた以外、実施例
１と同様な件でスパッタリング、熱処理を行って前記基
板上に薄膜を形成した。
【００４１】ＬｉＮｉ0.97Ｂ0.03Ｏ2 焼結体からなるタ
ーゲットを用いて形成された実施例４の薄膜は、＜１１
１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造のＬ
ｉＮｉ0.97Ｂ0.03Ｏ2 であった。
ーゲットを用いて形成された実施例４の薄膜は、＜１１
１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造のＬ
ｉＮｉ0.97Ｂ0.03Ｏ2 であった。
【００４２】ＬｉＮｉ0.8 Ｍｎ0.2 Ｏ2 焼結体からなる
ターゲットを用いて形成された実施例５の薄膜は、＜１
１１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の
ＬｉＮｉ0.8 Ｍｎ0.2 Ｏ2 であった。
ターゲットを用いて形成された実施例５の薄膜は、＜１
１１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の
ＬｉＮｉ0.8 Ｍｎ0.2 Ｏ2 であった。
【００４３】ＬｉＮｉ0.97Ａｌ0.03Ｏ2 焼結体からなる
ターゲットを用いて形成された実施例６の薄膜は、＜１
１１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の
ＬｉＮｉ0.97Ａｌ0.03Ｏ2 であった。
ターゲットを用いて形成された実施例６の薄膜は、＜１
１１＞方向に配向したα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造の
ＬｉＮｉ0.97Ａｌ0.03Ｏ2 であった。
【００４４】（比較例１）真空容器内にＭｇＯからなる
＜１１１＞方位の単結晶基板を５００℃に加熱した状態
で配置し、前記真空容器内を１．５×１０-3Ｔｏｒｒの
アルゴンガス（スパッタリングガス）、酸素分圧４．５
×１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気とし、前記真空容器内に配置
したＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲットを高周波マ
グネトロンスパッタリングすることによって前記単結晶
基板上に厚さ約１５０ｎｍの薄膜を形成した。つづい
て、前記真空容器内に７６０Ｔｏｒｒの酸素ガスを１リ
ットル／分の流量で供給しながら、前記単結晶基板を室
温から３０℃／分の昇温速度で６５０℃まで加熱し、６
５０℃で５分間保持した。ひきつづき、加熱を停止し、
室温まで冷却した。
＜１１１＞方位の単結晶基板を５００℃に加熱した状態
で配置し、前記真空容器内を１．５×１０-3Ｔｏｒｒの
アルゴンガス（スパッタリングガス）、酸素分圧４．５
×１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気とし、前記真空容器内に配置
したＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲットを高周波マ
グネトロンスパッタリングすることによって前記単結晶
基板上に厚さ約１５０ｎｍの薄膜を形成した。つづい
て、前記真空容器内に７６０Ｔｏｒｒの酸素ガスを１リ
ットル／分の流量で供給しながら、前記単結晶基板を室
温から３０℃／分の昇温速度で６５０℃まで加熱し、６
５０℃で５分間保持した。ひきつづき、加熱を停止し、
室温まで冷却した。
【００４５】前記熱処理前後における薄膜のＸ線回折を
行った。その結果、前記薄膜は熱処理前に既に結晶にな
り、ＮｉＯで構成されることがわかった。また、薄膜を
熱処理してもＬｉＮｉＯ2 が形成されることはなかっ
た。
行った。その結果、前記薄膜は熱処理前に既に結晶にな
り、ＮｉＯで構成されることがわかった。また、薄膜を
熱処理してもＬｉＮｉＯ2 が形成されることはなかっ
た。
【００４６】（実施例７）まず、縦および横が２５ｍ
ｍ、厚さが０．５ｍｍのＭｇＯからなる＜１１１＞方位
の単結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲット
を用いて実施例１と同様な条件でスパッタリングを行
い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４００ｎｍの
薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および組成分析
により＜１１１＞方向に配向されたα−ＮａＦｅＯ2 型
の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
ｍ、厚さが０．５ｍｍのＭｇＯからなる＜１１１＞方位
の単結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲット
を用いて実施例１と同様な条件でスパッタリングを行
い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４００ｎｍの
薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および組成分析
により＜１１１＞方向に配向されたα−ＮａＦｅＯ2 型
の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
【００４７】また、同寸法でＭｇＯからなる＜１１０＞
方位の単結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲ
ットを用いて実施例１と同様な条件でスパッタリングを
行い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４００ｎｍ
の薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および組成分
析により＜１１０＞方向に配向されたα−ＮａＦｅＯ2
型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
方位の単結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなるターゲ
ットを用いて実施例１と同様な条件でスパッタリングを
行い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４００ｎｍ
の薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および組成分
析により＜１１０＞方向に配向されたα−ＮａＦｅＯ2
型の結晶構造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
【００４８】さらに、ＭｇＯ粉末を成形、焼結して作製
した同寸法の多結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなる
ターゲットを用いて実施例１と同様な条件でスパッタリ
ングを行い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４０
０ｎｍの薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および
組成分析により無配向性のα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構
造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
した同寸法の多結晶基板にＬｉＮｉＯ2 焼結体からなる
ターゲットを用いて実施例１と同様な条件でスパッタリ
ングを行い、その後熱処理を施すことにより厚さ約４０
０ｎｍの薄膜を形成した。この薄膜は、Ｘ線回折および
組成分析により無配向性のα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構
造のＬｉＮｉＯ2 であることがわかった。
【００４９】次に、前記３種の薄膜を有する基板を用い
て図４に示す電池特性評価セルを組み立て、それぞれの
薄膜について電池の正極としての特性を調べた。ガラス
容器１内には、２枚の押さえ板２、３が配置されてい
る。正極４、ポリプロピレン多孔質フィルムからなるセ
パレータ５および金属リチウムからなる負極６はこの順
序で積層され、これらの電極群は前記２枚の押さえ板
２、３間に配置されている。なお、前記電極群は複数の
ネジ７およびナット８で前記２枚の押さえ板２、３を締
め付けることにによってそれらの押さえ板２、３間に挟
持されている。前記正極４は、前記基板の薄膜と、この
薄膜上に真空蒸着により金薄膜を堆積し、この金薄膜を
パターニングすることにより形成された幅１ｍｍ、長さ
２５ｍｍで間隔４ｍｍの５本の平行な金電極とから構成
されている。参照電極９は、下部側の前記押さえ板２上
に前記正極４に近接して配置されている。非水電解液１
０は、前記ガラス容器１内に上部側の前記押さえ板３よ
り上方に位置するように収容されている。前記非水電解
液１０は、プロピレンカーボネートおよびジメトキシエ
タンからなる混合溶媒に過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ
4 ）を１モル／リットル溶解した組成を有する。３つの
リード１１、１２、１３は、一端が前記正極４、負極６
および参照電極９にそれぞれ接続され、他端がそれぞれ
前記容器１の外部に延出されている。
て図４に示す電池特性評価セルを組み立て、それぞれの
薄膜について電池の正極としての特性を調べた。ガラス
容器１内には、２枚の押さえ板２、３が配置されてい
る。正極４、ポリプロピレン多孔質フィルムからなるセ
パレータ５および金属リチウムからなる負極６はこの順
序で積層され、これらの電極群は前記２枚の押さえ板
２、３間に配置されている。なお、前記電極群は複数の
ネジ７およびナット８で前記２枚の押さえ板２、３を締
め付けることにによってそれらの押さえ板２、３間に挟
持されている。前記正極４は、前記基板の薄膜と、この
薄膜上に真空蒸着により金薄膜を堆積し、この金薄膜を
パターニングすることにより形成された幅１ｍｍ、長さ
２５ｍｍで間隔４ｍｍの５本の平行な金電極とから構成
されている。参照電極９は、下部側の前記押さえ板２上
に前記正極４に近接して配置されている。非水電解液１
０は、前記ガラス容器１内に上部側の前記押さえ板３よ
り上方に位置するように収容されている。前記非水電解
液１０は、プロピレンカーボネートおよびジメトキシエ
タンからなる混合溶媒に過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ
4 ）を１モル／リットル溶解した組成を有する。３つの
リード１１、１２、１３は、一端が前記正極４、負極６
および参照電極９にそれぞれ接続され、他端がそれぞれ
前記容器１の外部に延出されている。
【００５０】前述した３種の薄膜を有する正極をそれぞ
れ備えた試験セルについて、充電を電流値１００μｍＡ
で４．２Ｖに達するまで行った後、３０分間電流を停止
し、次に放電を電流値１００μｍＡで３．０Ｖに達する
まで行い、再び３０分間電流を停止するサイクルを繰り
返し、１０サイクル目における電気量と電圧との関係を
調べた。その結果を図５に示す。
れ備えた試験セルについて、充電を電流値１００μｍＡ
で４．２Ｖに達するまで行った後、３０分間電流を停止
し、次に放電を電流値１００μｍＡで３．０Ｖに達する
まで行い、再び３０分間電流を停止するサイクルを繰り
返し、１０サイクル目における電気量と電圧との関係を
調べた。その結果を図５に示す。
【００５１】図５から明らかなように＜１１０＞方向に
配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜を有する正極を用いたセル
は充電電圧が最も低く、かつ放電電圧も高い、つまり内
部抵抗が最も低いことがわかる。内部抵抗は、小さい順
に＜１１０＞方向に配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜を有す
る正極を用いたセル，無配向性のＬｉＮｉＯ2 薄膜を有
する正極を用いたセル，＜１１１＞方向に配向されたＬ
ｉＮｉＯ2 薄膜を有する正極を用いたセルになることが
わかる。内部抵抗は、リチウムイオンの移動度に対する
抵抗と考えてよいことから、図５の結果から３種類の薄
膜におけるリチウムイオンの移動度は＜１１０＞方向に
配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜が最も大きく次いで無配向
性のＬｉＮｉＯ2 薄膜で、＜１１１＞方向に配向された
ＬｉＮｉＯ2 薄膜が最も小さいことを示している。
配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜を有する正極を用いたセル
は充電電圧が最も低く、かつ放電電圧も高い、つまり内
部抵抗が最も低いことがわかる。内部抵抗は、小さい順
に＜１１０＞方向に配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜を有す
る正極を用いたセル，無配向性のＬｉＮｉＯ2 薄膜を有
する正極を用いたセル，＜１１１＞方向に配向されたＬ
ｉＮｉＯ2 薄膜を有する正極を用いたセルになることが
わかる。内部抵抗は、リチウムイオンの移動度に対する
抵抗と考えてよいことから、図５の結果から３種類の薄
膜におけるリチウムイオンの移動度は＜１１０＞方向に
配向されたＬｉＮｉＯ2 薄膜が最も大きく次いで無配向
性のＬｉＮｉＯ2 薄膜で、＜１１１＞方向に配向された
ＬｉＮｉＯ2 薄膜が最も小さいことを示している。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば超
小型電池や超薄型電池の正極活物質、さらにエレクトロ
クロミックデバイスの材料として好適なＬｉ−Ｎｉ−Ｏ
系酸化物薄膜の形成方法を提供することができる。
小型電池や超薄型電池の正極活物質、さらにエレクトロ
クロミックデバイスの材料として好適なＬｉ−Ｎｉ−Ｏ
系酸化物薄膜の形成方法を提供することができる。
【００５３】また本発明によれば電池やエレクトロクロ
ミックデバイスの機能と密接に関連するリチウムイオン
の移動速度や移動方向を制御することが可能な結晶配向
性を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を提供すること
ができる。
ミックデバイスの機能と密接に関連するリチウムイオン
の移動速度や移動方向を制御することが可能な結晶配向
性を有するＬｉ−Ｎｉ−Ｏ系酸化物薄膜を提供すること
ができる。
【図１】本発明の実施例１により形成された薄膜の熱処
理前後のＸ線回折図。
理前後のＸ線回折図。
【図２】本発明の実施例２により形成された薄膜の熱処
理後のＸ線回折図。
理後のＸ線回折図。
【図３】本発明の実施例３により形成された薄膜の熱処
理後のＸ線回折図。
理後のＸ線回折図。
【図４】本発明の実施例７で用いた電池特性評価セルを
示す概略図。
示す概略図。
【図５】本発明の実施例７における異なる薄膜を有する
正極を備えた試験セルの電気量と電圧との関係を示す特
性図。
正極を備えた試験セルの電気量と電圧との関係を示す特
性図。
１…ガラス容器、 ４…正極、 ６…負極、 ９…参照電極、 １０…非水電解液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 4/58 Ｈ０１Ｍ 4/58 (72)発明者 神田 基 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝川崎事業所内 (56)参考文献 特開 平７−6753（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−307165（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−32508（ＪＰ，Ｂ２) 斎藤他、”ＬｉＭｎ▲下２▼Ｏ▲下４ ▼薄膜の合成と電極特性”、第36回電池 討論会講演要旨集、平成７年９月12日発 行、第179−180頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C01G 53/00 H01M 4/58
Claims (4)
- 【請求項１】 α−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有する
Ｌｉ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物薄膜の形成方法であって、 少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯを含む組成のターゲット
を用いて酸素雰囲気中でスパッタリングして基板上に前
記組成の非晶質酸化物薄膜を堆積した後、この非晶質酸
化物薄膜を酸素雰囲気中で熱処理することを特徴とする
酸化物薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記ターゲットは、α−ＮａＦｅＯ2 型
の結晶構造を有するＬｉＮｉ1-n Ｘn Ｏ2 （ただし、Ｘ
はＣｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂから選ばれる少なくとも１種の
元素、ｎは０≦ｎ＜１を示す）にて表わされる酸化物か
らなることを特徴とする請求項１記載の酸化物薄膜の形
成方法。 - 【請求項３】 少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの元素か
ら構成されたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有する酸
化物薄膜であって、単結晶基板上に前記薄膜の酸化物の
＜１１０＞方向が前記基板表面に対して垂直になるよう
に配置されていることを特徴とする酸化物薄膜。 - 【請求項４】 少なくともＬｉ、ＮｉおよびＯの元素か
ら構成されたα−ＮａＦｅＯ2 型の結晶構造を有する酸
化物薄膜であって、単結晶基板上に前記薄膜の酸化物の
＜１１０＞方向が前記基板表面に対して平行になるよう
に配置されていることを特徴とする酸化物薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057654A JP2810013B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 酸化物薄膜の形成方法および酸化物薄膜 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057654A JP2810013B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 酸化物薄膜の形成方法および酸化物薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09249962A JPH09249962A (ja) | 1997-09-22 |
| JP2810013B2 true JP2810013B2 (ja) | 1998-10-15 |
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ID=13061899
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8057654A Expired - Lifetime JP2810013B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 酸化物薄膜の形成方法および酸化物薄膜 |
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2793888B1 (fr) * | 1999-05-20 | 2002-06-28 | Saint Gobain Vitrage | Dispositif electrochimique |
| JP3702224B2 (ja) | 1999-10-22 | 2005-10-05 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池用電極の製造方法 |
| KR100341407B1 (ko) * | 2000-05-01 | 2002-06-22 | 윤덕용 | 플라즈마 처리에 의한 리튬전이금속 산화물 박막의 결정화방법 |
| CN100370642C (zh) * | 2003-03-15 | 2008-02-20 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电池极板的制造方法 |
| CN101931097B (zh) * | 2004-12-08 | 2012-11-21 | 希莫菲克斯公司 | LiCoO2的沉积 |
| JP4984478B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2012-07-25 | 住友化学株式会社 | 正極活物質および非水電解質二次電池 |
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| JP5396717B2 (ja) * | 2008-02-12 | 2014-01-22 | 住友電気工業株式会社 | リチウム電池、リチウム電池用正極およびその製造方法 |
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1996
- 1996-03-14 JP JP8057654A patent/JP2810013B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Title |
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| 斎藤他、"ＬｉＭｎ▲下２▼Ｏ▲下４▼薄膜の合成と電極特性"、第３６回電池討論会講演要旨集、平成７年９月１２日発行、第１７９−１８０頁 |
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