JP3127245B1 - 多層型電子材料、その製造方法、それを用いたセンサー及び記憶デバイス - Google Patents
多層型電子材料、その製造方法、それを用いたセンサー及び記憶デバイスInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 基体材料に制限がなく、単結晶はもちろん多
結晶、アモルファスのいずれのものを用いた場合におい
ても、簡単に長期安定性の良好なペロブスカイト構造の
配向膜を提供する。 【解決手段】 基板とその上に形成された少なくとも１
層のペロブスカイト系導電体層及びその導電体層上に設
けられたペロブスカイト系誘電体配向層を含む多層積層
体とからなる多層型電子材料とする。
結晶、アモルファスのいずれのものを用いた場合におい
ても、簡単に長期安定性の良好なペロブスカイト構造の
配向膜を提供する。 【解決手段】 基板とその上に形成された少なくとも１
層のペロブスカイト系導電体層及びその導電体層上に設
けられたペロブスカイト系誘電体配向層を含む多層積層
体とからなる多層型電子材料とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶以外の材料
から成る基板上にペロブスカイト構造の導電体層を介し
てペロブスカイト構造の誘電体層を形成させた多層型電
子材料及びその製造方法に関するものである。
から成る基板上にペロブスカイト構造の導電体層を介し
てペロブスカイト構造の誘電体層を形成させた多層型電
子材料及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉの酸化物を主成分と
するペロブスカイト系材料は、強誘電体であり、配向す
ると優れた圧電性や誘電性を示すので、各種センサーや
記憶デバイスなどとしての利用がはかられている。この
ようなペロブスカイト系材料は、通常、特定の単結晶基
板上に白金電極を付着させたのち、それを生成するのに
必要な成分をスパッタリングして形成されているが、必
要な成分が多い上に、結晶構造が立方晶に近い擬立方晶
で、ａ軸とｃ軸の長さが近いため、配向膜を形成するこ
とが困難であり、しかも主成分の１つであるＰｂは昇華
性と腐食性があるため、記憶デバイスとして利用する場
合、金属電極と反応しやすく長期安定性に欠けるという
欠点があった。
するペロブスカイト系材料は、強誘電体であり、配向す
ると優れた圧電性や誘電性を示すので、各種センサーや
記憶デバイスなどとしての利用がはかられている。この
ようなペロブスカイト系材料は、通常、特定の単結晶基
板上に白金電極を付着させたのち、それを生成するのに
必要な成分をスパッタリングして形成されているが、必
要な成分が多い上に、結晶構造が立方晶に近い擬立方晶
で、ａ軸とｃ軸の長さが近いため、配向膜を形成するこ
とが困難であり、しかも主成分の１つであるＰｂは昇華
性と腐食性があるため、記憶デバイスとして利用する場
合、金属電極と反応しやすく長期安定性に欠けるという
欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、単結晶以外
の材料、例えば多結晶、アモルファスのいずれのものを
用いた場合においても、簡単に長期安定性の良好なペロ
ブスカイト構造の配向膜を提供することを目的としてな
されたものである。
の材料、例えば多結晶、アモルファスのいずれのものを
用いた場合においても、簡単に長期安定性の良好なペロ
ブスカイト構造の配向膜を提供することを目的としてな
されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、単結晶以
外の材料から成る基板上に形成させたペロブスカイト系
誘電体の配向膜をもつ多層型電子材料を得るために鋭意
研究を重ねた結果、基板上に先ずペロブスカイト系導電
体膜を設け、その上にペロブスカイト系誘電体膜を形成
させると、両者が容易に積層され、ペロブスカイト系誘
電体膜が配向した長期安定性の良好な積層体が得られる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。
外の材料から成る基板上に形成させたペロブスカイト系
誘電体の配向膜をもつ多層型電子材料を得るために鋭意
研究を重ねた結果、基板上に先ずペロブスカイト系導電
体膜を設け、その上にペロブスカイト系誘電体膜を形成
させると、両者が容易に積層され、ペロブスカイト系誘
電体膜が配向した長期安定性の良好な積層体が得られる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。
【０００５】すなわち、本発明は、非晶体、金属及びセ
ラミックス多結晶体の中から選ばれた材料から成る基板
上に、ペロブスカイト系導電体層を介して形成されたペ
ロブスカイト系誘電体配向層を有する多層型電子材料、
及び非晶体、金属及びセラミックス多結晶体の中から選
ばれた材料から成る基板上に、ペロブスカイト構造の導
電体を生成するのに必要な成分を含む塗布液を塗布した
のち、酸素雰囲気中において熱処理してペロブスカイト
系導電体層を形成させ、次いでその上にペロブスカイト
構造の誘電体をスパッタリングにより配向させながら積
層することを特徴とする多層型電子材料の製造方法を提
供するものである。
ラミックス多結晶体の中から選ばれた材料から成る基板
上に、ペロブスカイト系導電体層を介して形成されたペ
ロブスカイト系誘電体配向層を有する多層型電子材料、
及び非晶体、金属及びセラミックス多結晶体の中から選
ばれた材料から成る基板上に、ペロブスカイト構造の導
電体を生成するのに必要な成分を含む塗布液を塗布した
のち、酸素雰囲気中において熱処理してペロブスカイト
系導電体層を形成させ、次いでその上にペロブスカイト
構造の誘電体をスパッタリングにより配向させながら積
層することを特徴とする多層型電子材料の製造方法を提
供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明電子材料における基板材料
としては、従来のように単結晶である必要はなく、単結
晶以外の広い範囲で任意に選ぶことができる。すなわ
ち、光学ガラスや石英ガラスのような非晶体、ステンレ
ス鋼、ニッケルのような金属、多結晶質Ａｌ２Ｏ３、Ｓ
ｉ３Ｎ４、ＳｉＣのようなセラミックス多結晶体などの
中から任意に選ぶことができる。
としては、従来のように単結晶である必要はなく、単結
晶以外の広い範囲で任意に選ぶことができる。すなわ
ち、光学ガラスや石英ガラスのような非晶体、ステンレ
ス鋼、ニッケルのような金属、多結晶質Ａｌ２Ｏ３、Ｓ
ｉ３Ｎ４、ＳｉＣのようなセラミックス多結晶体などの
中から任意に選ぶことができる。
【０００７】次に、本発明電子材料においては、このよ
うな基板上に、少なくとも１層のペロブスカイト系導電
体層を設けることが必要である。この導電体層として
は、特に組成ＬａＮｉＯ３をもつペロブスカイト系導電
体層が好ましく、これを用いることにより、その上に積
層されるペロブスカイト系誘電体層の結晶性及び配向性
が著しく向上する。
うな基板上に、少なくとも１層のペロブスカイト系導電
体層を設けることが必要である。この導電体層として
は、特に組成ＬａＮｉＯ３をもつペロブスカイト系導電
体層が好ましく、これを用いることにより、その上に積
層されるペロブスカイト系誘電体層の結晶性及び配向性
が著しく向上する。
【０００８】このペロブスカイト系導電体層を形成する
には、先ずこれを生成するのに必要な成分を含む塗布
液、例えば水溶性ランタン塩や水溶性ニッケル塩を含む
水溶液を基板上に塗布する。この塗布液中には、ポリビ
ニルアルコールのような高分子ポリマーを添加して結合
性を高めるのが好ましい。この塗布液の濃度としては、
その中に含まれる各成分から生成するペロブスカイト系
導電体組成、例えばＬａＮｉＯ３に換算して、０．０１
〜１．０モル％の範囲で選ぶのが好ましい。この塗布液
を例えばスピンコーティング法など慣用されている方法
を用いて基板上に塗布し、次いで酸素雰囲気中で焼成す
る。焼成温度としては４００〜８００℃の範囲内で選ば
れる。通常１回の塗布で１０〜１００ｎｍの厚さの導電
体層が形成され、必要に応じこの塗布を数回繰り返し
て、所望の厚さとする。
には、先ずこれを生成するのに必要な成分を含む塗布
液、例えば水溶性ランタン塩や水溶性ニッケル塩を含む
水溶液を基板上に塗布する。この塗布液中には、ポリビ
ニルアルコールのような高分子ポリマーを添加して結合
性を高めるのが好ましい。この塗布液の濃度としては、
その中に含まれる各成分から生成するペロブスカイト系
導電体組成、例えばＬａＮｉＯ３に換算して、０．０１
〜１．０モル％の範囲で選ぶのが好ましい。この塗布液
を例えばスピンコーティング法など慣用されている方法
を用いて基板上に塗布し、次いで酸素雰囲気中で焼成す
る。焼成温度としては４００〜８００℃の範囲内で選ば
れる。通常１回の塗布で１０〜１００ｎｍの厚さの導電
体層が形成され、必要に応じこの塗布を数回繰り返し
て、所望の厚さとする。
【０００９】本発明においては、このようにして形成さ
れたペロブスカイト系導電体層の上に、続いてペロブス
カイト系誘電体層が形成される。このペロブスカイト系
誘電体としては、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＯを主成分とす
る、いわゆるＰＺＴ系材料が好ましい。このペロブスカ
イト系誘電体層は、例えばスパッタリング法や、ゾル・
ゲル法を用いて形成されるが、特にスパッタリング法
は、配向膜を得るのに適している。さらに、結晶性と配
向性を向上させるために、積層した誘電体層を０．１Ｐ
ａ〜０．１ＭＰａアルゴン雰囲気中において、３００〜
８００℃で３０分間以上熱処理する。この際の最適形成
条件は、基板材料によって変わることがある。例えば、
スパッタリング法を用いてＰＺＴ系誘電体薄膜を積層す
る場合、基板材料として多結晶質Ａｌ２Ｏ３セラミック
スを用いると、配向性と結晶性を高めるには比較的低温
の４００℃が製膜時の最適基板温度であるのに対して、
Ｓｉ３Ｎ４やＳｉＣのセラミックスを用いると、それよ
りも高い６９０℃が最適基板温度になる。
れたペロブスカイト系導電体層の上に、続いてペロブス
カイト系誘電体層が形成される。このペロブスカイト系
誘電体としては、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＯを主成分とす
る、いわゆるＰＺＴ系材料が好ましい。このペロブスカ
イト系誘電体層は、例えばスパッタリング法や、ゾル・
ゲル法を用いて形成されるが、特にスパッタリング法
は、配向膜を得るのに適している。さらに、結晶性と配
向性を向上させるために、積層した誘電体層を０．１Ｐ
ａ〜０．１ＭＰａアルゴン雰囲気中において、３００〜
８００℃で３０分間以上熱処理する。この際の最適形成
条件は、基板材料によって変わることがある。例えば、
スパッタリング法を用いてＰＺＴ系誘電体薄膜を積層す
る場合、基板材料として多結晶質Ａｌ２Ｏ３セラミック
スを用いると、配向性と結晶性を高めるには比較的低温
の４００℃が製膜時の最適基板温度であるのに対して、
Ｓｉ３Ｎ４やＳｉＣのセラミックスを用いると、それよ
りも高い６９０℃が最適基板温度になる。
【００１０】本発明においては、ペロブスカイト系導電
体層の形成とペロブスカイト系誘電体層の形成を数回繰
り返すことにより、より多層構造の電子材料を得ること
ができる。本発明の電子材料においては、ペロブスカイ
ト系導電体層及びペロブスカイト系誘電体層のそれぞれ
が機能を有している。例えば、組成ＬａＮｉＯ３をもつ
ペロブスカイト系導電体層は導電性を有し、電極として
の機能を有するし、ＰＺＴ系層は強誘電性を有し、非揮
発性メモリ素子としての役割を果すので記録材料として
用いることができる。そして、ＬａＮｉＯ３層とＰＺＴ
系層とを用いた場合には、両者ともにペロブスカイト構
造を有するため、これを電子材料としたとき疲労特性が
優れ、長期安定性がよいという特徴を示す。
体層の形成とペロブスカイト系誘電体層の形成を数回繰
り返すことにより、より多層構造の電子材料を得ること
ができる。本発明の電子材料においては、ペロブスカイ
ト系導電体層及びペロブスカイト系誘電体層のそれぞれ
が機能を有している。例えば、組成ＬａＮｉＯ３をもつ
ペロブスカイト系導電体層は導電性を有し、電極として
の機能を有するし、ＰＺＴ系層は強誘電性を有し、非揮
発性メモリ素子としての役割を果すので記録材料として
用いることができる。そして、ＬａＮｉＯ３層とＰＺＴ
系層とを用いた場合には、両者ともにペロブスカイト構
造を有するため、これを電子材料としたとき疲労特性が
優れ、長期安定性がよいという特徴を示す。
【００１１】また、ＰＺＴ誘電体層に配向性をもたせた
ことにより圧電性を示し、ＬａＮｉＯ３導電体層を電極
として用いれば、圧電信号を測定することによって、材
料に掛けられた機械的な作用力を検知することができ
る。これによって、材料にかかる応力状態を材料自身で
検出できるようになり、応力状態の自己診断ができるの
で、センサーとして用いることができる。このようにし
て、本発明の多層型電子材料は、インテリジェント材料
を始め、その他の広い分野で利用することができる。
ことにより圧電性を示し、ＬａＮｉＯ３導電体層を電極
として用いれば、圧電信号を測定することによって、材
料に掛けられた機械的な作用力を検知することができ
る。これによって、材料にかかる応力状態を材料自身で
検出できるようになり、応力状態の自己診断ができるの
で、センサーとして用いることができる。このようにし
て、本発明の多層型電子材料は、インテリジェント材料
を始め、その他の広い分野で利用することができる。
【００１２】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００１３】実施例１ 化学量論的な割合の酢酸ランタンと硝酸ニッケルとをそ
れぞれ別々に純水に溶かして水溶液としたのち、両水溶
液を混合し、さらに全水溶液の重量に基づき、０．５重
量％のポリビニルアルコールを添加し、さらに水を加え
て生成したＬａＮｉＯ３の濃度を０．５モル％に調整す
ることにより、ペロブスカイト系導電体層形成用塗布液
を得た。次に、基板材料として、結晶化ガラス、Ｓｉ
Ｃ、多結晶質Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、光学ガラス、石
英ガラス及びステンレス鋼を用い、それぞれの材料上
に、前記の塗布液を、回転数２０００ｒｐｍでスピンコ
ーティングしたのち、酸素雰囲気中、５００℃において
焼成した。この１回のコーティングで形成されたＬａＮ
ｉＯ３の層厚は５０ｎｍであった。膜厚１５０ｎｍのＬ
ａＮｉＯ３層が得られるまで、コーティングと焼成を繰
り返し、各基板上にペロブスカイト系導電体層を形成さ
せた。次に、このようにして得たペロブスカイト系導電
体層の上に、所望のＰＺＴ系材料における組成よりもＰ
ｂを０．１５モル％過剰に含むターゲットを用い、基板
温度を６００℃に保ちながらｒｆマグネトロンスパッタ
リング法により厚さ１μｍの層を形成させたのち、１Ｐ
ａのアルゴン雰囲気中、６００℃で３時間熱処理し、ペ
ロブスカイト系誘電体層を形成した。このようにして、
組成ＬａＮｉＯ３のペロブスカイト構造をもつ導電体層
上にペロブスカイト構造をもつＰＺＴ層が積層した配向
性の良好な電子材料が得られた。この中で基板として多
結晶質Ａｌ２Ｏ３を用いたものは特に優れた配向性を示
した。
れぞれ別々に純水に溶かして水溶液としたのち、両水溶
液を混合し、さらに全水溶液の重量に基づき、０．５重
量％のポリビニルアルコールを添加し、さらに水を加え
て生成したＬａＮｉＯ３の濃度を０．５モル％に調整す
ることにより、ペロブスカイト系導電体層形成用塗布液
を得た。次に、基板材料として、結晶化ガラス、Ｓｉ
Ｃ、多結晶質Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、光学ガラス、石
英ガラス及びステンレス鋼を用い、それぞれの材料上
に、前記の塗布液を、回転数２０００ｒｐｍでスピンコ
ーティングしたのち、酸素雰囲気中、５００℃において
焼成した。この１回のコーティングで形成されたＬａＮ
ｉＯ３の層厚は５０ｎｍであった。膜厚１５０ｎｍのＬ
ａＮｉＯ３層が得られるまで、コーティングと焼成を繰
り返し、各基板上にペロブスカイト系導電体層を形成さ
せた。次に、このようにして得たペロブスカイト系導電
体層の上に、所望のＰＺＴ系材料における組成よりもＰ
ｂを０．１５モル％過剰に含むターゲットを用い、基板
温度を６００℃に保ちながらｒｆマグネトロンスパッタ
リング法により厚さ１μｍの層を形成させたのち、１Ｐ
ａのアルゴン雰囲気中、６００℃で３時間熱処理し、ペ
ロブスカイト系誘電体層を形成した。このようにして、
組成ＬａＮｉＯ３のペロブスカイト構造をもつ導電体層
上にペロブスカイト構造をもつＰＺＴ層が積層した配向
性の良好な電子材料が得られた。この中で基板として多
結晶質Ａｌ２Ｏ３を用いたものは特に優れた配向性を示
した。
【００１４】比較例 基板としてＬａＮｉＯ３膜を設けないＳｉＣ、多結晶質
Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＩＴＯガラス、石英ガラス及
びステンレス鋼を用い、その表面に実施例と同様にし
て、厚さ１μｍのペロブスカイト構造をもつＰＺＴ層を
形成させた。このＰＺＴ層について、その結晶の配向性
について調べたところ、ＳｉＣ基板及びＳｉ３Ｎ４基板
の場合は、わずかに配向が認められたが、多結晶質Ａｌ
２Ｏ３基板、ＩＴＯガラス、石英ガラス基板及びステン
レス鋼基板の場合は全く配向が認められなかった。
Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＩＴＯガラス、石英ガラス及
びステンレス鋼を用い、その表面に実施例と同様にし
て、厚さ１μｍのペロブスカイト構造をもつＰＺＴ層を
形成させた。このＰＺＴ層について、その結晶の配向性
について調べたところ、ＳｉＣ基板及びＳｉ３Ｎ４基板
の場合は、わずかに配向が認められたが、多結晶質Ａｌ
２Ｏ３基板、ＩＴＯガラス、石英ガラス基板及びステン
レス鋼基板の場合は全く配向が認められなかった。
【００１５】実施例２ 実施例１で得たＳｉＣ基板又はガラス基板上に、ＬａＮ
ｉＯ３層及びＰＺＴ層を積層した多層型電子材料につい
て圧縮応力を印加したところ、圧電信号が発生した。こ
のときの圧縮応力と圧電信号の関係をグラフとして図１
及び図２に示す。図１はＳｉＣ基板、図２はガラス基板
についてのものである。別に、実施例１で得たＳｉ３Ｎ
４基板又はＳｉＣ基板上に、ＬａＮｉＯ３層及びＰＺＴ
層を積層した多層型電子材料について、機械衝撃を加え
たところ、圧電信号が発生した。このときの機械衝撃と
圧電信号との関係を図３及び図４に示す。図３はＳｉ３
Ｎ４基板、図４はＳｉＣ基板についてのものである。図
１及び図３から分かるように、印加された機械的外力
が、基板材料の弾性領域内であれば、圧電信号は外力の
増大とともに直線的に増大するが、図２及び図４から分
かるように、さらに外力を増大させると、圧電信号が減
少しはじめる点に到達する。このことは基板材料にクラ
ックを生じたことを意味する。その後、さらに外力を増
大すると、圧電信号が徐々に増大し、破壊時に再び極大
値を示す。この１回目の極大値と２回目の極大値との間
は、クラックが進行する過程を意味する。このように、
圧電信号を測定することによって、基板材料のクラック
の発生、進行過程及び破壊を診断するセンサーとして用
いることができる。
ｉＯ３層及びＰＺＴ層を積層した多層型電子材料につい
て圧縮応力を印加したところ、圧電信号が発生した。こ
のときの圧縮応力と圧電信号の関係をグラフとして図１
及び図２に示す。図１はＳｉＣ基板、図２はガラス基板
についてのものである。別に、実施例１で得たＳｉ３Ｎ
４基板又はＳｉＣ基板上に、ＬａＮｉＯ３層及びＰＺＴ
層を積層した多層型電子材料について、機械衝撃を加え
たところ、圧電信号が発生した。このときの機械衝撃と
圧電信号との関係を図３及び図４に示す。図３はＳｉ３
Ｎ４基板、図４はＳｉＣ基板についてのものである。図
１及び図３から分かるように、印加された機械的外力
が、基板材料の弾性領域内であれば、圧電信号は外力の
増大とともに直線的に増大するが、図２及び図４から分
かるように、さらに外力を増大させると、圧電信号が減
少しはじめる点に到達する。このことは基板材料にクラ
ックを生じたことを意味する。その後、さらに外力を増
大すると、圧電信号が徐々に増大し、破壊時に再び極大
値を示す。この１回目の極大値と２回目の極大値との間
は、クラックが進行する過程を意味する。このように、
圧電信号を測定することによって、基板材料のクラック
の発生、進行過程及び破壊を診断するセンサーとして用
いることができる。
【００１６】実施例３ 実施例１で得たガラス基板上に、ＬａＮｉＯ３層及びＰ
ＺＴ層を積層した多層型電子材料を用い、これに白金上
部電極を取り付け、周波数を変えて誘電率及び誘電損失
を測定した。この結果を図５に実線で示した。また、比
較のために、従来のＩＴＯガラス基板上にＰＺＴ層を積
層した電子材料について同様にして誘電率及び誘電損失
を測定し、この結果を図５に破線で示した。この図５か
ら分かるように、従来のＩＴＯガラスを基板とした電子
材料に比べ、本発明の電子材料は、非常に優れた強誘電
性を示す。
ＺＴ層を積層した多層型電子材料を用い、これに白金上
部電極を取り付け、周波数を変えて誘電率及び誘電損失
を測定した。この結果を図５に実線で示した。また、比
較のために、従来のＩＴＯガラス基板上にＰＺＴ層を積
層した電子材料について同様にして誘電率及び誘電損失
を測定し、この結果を図５に破線で示した。この図５か
ら分かるように、従来のＩＴＯガラスを基板とした電子
材料に比べ、本発明の電子材料は、非常に優れた強誘電
性を示す。
【００１７】実施例４ 実施例１で得たガラス基板上に、ＬａＮｉＯ３層及びＰ
ＺＴ層を積層した多層型電子材料について強誘電特性の
ヒステレシスを調べ、図６に示す。この図から分かるよ
うに、従来のＩＴＯガラスを基板とした電子材料に比
べ、本発明の電子材料は優れた強誘電性を示し、電場に
よって良好なスイッチ特性を示すので、このものは記憶
デバイスとして好適である。
ＺＴ層を積層した多層型電子材料について強誘電特性の
ヒステレシスを調べ、図６に示す。この図から分かるよ
うに、従来のＩＴＯガラスを基板とした電子材料に比
べ、本発明の電子材料は優れた強誘電性を示し、電場に
よって良好なスイッチ特性を示すので、このものは記憶
デバイスとして好適である。
【００１８】実施例５ 実施例１で得たガラス基板上に、ＬａＮｉＯ３層及びＰ
ＺＴ層を積層した多層型電子材料に、さらに電極として
ＬａＮｉＯ３層を積層して記憶デバイスを製造した。こ
のものについて強誘電メモリの疲労特性を測定し、その
結果を図７に示す。この図から分かるように、従来のＳ
ｉ単結晶基板上に白金電極を有する電子材料に比べ、本
発明の電子材料は、記憶デバイスとして用いた場合、疲
労特性が著しく改善されている。
ＺＴ層を積層した多層型電子材料に、さらに電極として
ＬａＮｉＯ３層を積層して記憶デバイスを製造した。こ
のものについて強誘電メモリの疲労特性を測定し、その
結果を図７に示す。この図から分かるように、従来のＳ
ｉ単結晶基板上に白金電極を有する電子材料に比べ、本
発明の電子材料は、記憶デバイスとして用いた場合、疲
労特性が著しく改善されている。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ペロブスカイト構造の
導電体層を介して、単結晶以外の種々の基板材料上に、
配向性ペロブスカイト構造の誘電体層を形成させること
ができ、優れた物性の電子材料を提供するとともに、応
力状態の検知ができるセンサーを提供する。
導電体層を介して、単結晶以外の種々の基板材料上に、
配向性ペロブスカイト構造の誘電体層を形成させること
ができ、優れた物性の電子材料を提供するとともに、応
力状態の検知ができるセンサーを提供する。
【図１】 本発明電子材料の１例の圧縮応力と圧電信号
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図２】 本発明電子材料の図１とは異なる例の圧縮応
力と圧電信号との関係を示すグラフ。
力と圧電信号との関係を示すグラフ。
【図３】 本発明電子材料の１例の機械衝撃と圧電信号
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図４】 本発明電子材料の図３とは異なる例の機械衝
撃と圧電信号との関係を示すグラフ。
撃と圧電信号との関係を示すグラフ。
【図５】 本発明電子材料の１例及び従来例についての
誘電率と誘電損失の変化を示すグラフ。
誘電率と誘電損失の変化を示すグラフ。
【図６】 本発明電子材料の１例及び従来例についての
強誘電特性のヒステレシスを示すグラフ。
強誘電特性のヒステレシスを示すグラフ。
【図７】 本発明電子材料の１例及び従来例についての
強誘電メモリの疲労特性を示すグラフ。
強誘電メモリの疲労特性を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 27/10 ４５１ Ｈ０１Ｌ 27/10 ６５１ 27/108 41/22 Ａ 41/24 (72)発明者 秋山 守人 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 九州工業技術研究所内 (56)参考文献 特開 平10−121233（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−133198（ＪＰ，Ａ) 半導体用語大辞典編集委員会編「半導 体用語大辞典」（平11−３−20）日刊工 業新聞社ｐ．193、361−363 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C01G 21/00,23/00 C01G 25/00,53/00 C30B 29/22 C03C 17/34 H01L 21/8242 H01L 27/10 H01L 41/24
Claims (9)
- 【請求項１】 非晶体、金属及びセラミックス多結晶体
の中から選ばれた材料から成る基板上に、ペロブスカイ
ト系導電体層を介して形成されたペロブスカイト系誘電
体配向層を有する多層型電子材料。 - 【請求項２】 基板がセラミックス多結晶体から成る請
求項１記載の多層型電子材料。 - 【請求項３】 ペロブスカイト系導電体がＬａＮｉＯ３
である請求項１又は２記載の多層型電子材料。 - 【請求項４】 ペロブスカイト系誘電体配向層が、Ｐ
ｂ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＯを主成分としてなる請求項１、２
又は３記載の多層型電子材料。 - 【請求項５】 非晶体、金属及びセラミックス多結晶体
の中から選ばれた材料から成る基板上に、ペロブスカイ
ト構造の導電体を生成するのに必要な成分を含む塗布液
を塗布したのち、酸素雰囲気中において熱処理してペロ
ブスカイト系導電体層を形成させ、次いでその上にペロ
ブスカイト構造の誘電体をスパッタリングにより配向さ
せながら積層することを特徴とする多層型電子材料の製
造方法。 - 【請求項６】 ガラス基板上に、水溶性ランタン塩及び
水溶性ニッケル塩を含む水溶液からなる塗布液を塗布し
たのち、酸素雰囲気中で焼成して、ＬａＮｉＯ３系導電
体層を形成させ、次いでその導電体層上にＰｂ、Ｚｒ、
Ｔｉ及びＯを主成分とする誘電体をスパッタリングした
のち、０．１Ｐａ〜０．１ＭＰａのアルゴン雰囲気中、
３００〜８００℃の温度において熱処理してＰＺＴ系誘
電体配向層を形成させる請求項５記載の多層型電子材料
の製造方法。 - 【請求項７】 ＬａＮｉＯ３系導電体層の形成とＰＺＴ
系誘電体層の形成を繰り返し行う請求項５又は６記載の
多層型電子材料の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１ないし４のいずれかに記載の多
層型電子材料で構成されたクラック発生及びその進展状
態を診断するためのセンサー。 - 【請求項９】 請求項１ないし４のいずれかに記載の多
層型電子材料で構成された記憶デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24980899A JP3127245B1 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 多層型電子材料、その製造方法、それを用いたセンサー及び記憶デバイス |
| US10/053,606 US6555886B1 (en) | 1999-09-03 | 2002-01-24 | Device having two perovskite crystalline layers that shows hysteresis and piezoelectric behavior |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24980899A JP3127245B1 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 多層型電子材料、その製造方法、それを用いたセンサー及び記憶デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3127245B1 true JP3127245B1 (ja) | 2001-01-22 |
| JP2001073117A JP2001073117A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17198524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24980899A Expired - Lifetime JP3127245B1 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 多層型電子材料、その製造方法、それを用いたセンサー及び記憶デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6555886B1 (ja) |
| JP (1) | JP3127245B1 (ja) |
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| KR100576849B1 (ko) | 2003-09-19 | 2006-05-10 | 삼성전기주식회사 | 발광소자 및 그 제조방법 |
| WO2005065402A2 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-21 | Translucent Photonics, Inc. | Rare earth-oxides, rare earth-nitrides, rare earth-phosphides and ternary alloys with silicon |
| US7384481B2 (en) * | 2003-12-29 | 2008-06-10 | Translucent Photonics, Inc. | Method of forming a rare-earth dielectric layer |
| WO2005121019A1 (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Riken | ナノ構造体の製造方法およびナノ構造体 |
| JP4793568B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | アクチュエータ装置、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| US8193926B2 (en) * | 2006-03-14 | 2012-06-05 | Michelin Recherche Et Technique | Piezoelectric triggering mechanism |
| JP4978114B2 (ja) * | 2006-08-21 | 2012-07-18 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電振動片の製造方法 |
| JP5328007B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-10-30 | パナソニック株式会社 | 圧電体素子及びその製造方法 |
| KR101191386B1 (ko) * | 2008-12-19 | 2012-10-15 | 한국전자통신연구원 | 센서용 산화물 반도체 나노섬유 제조 방법 및 그를 이용한 가스 센서 |
| EP3159949A4 (en) * | 2014-06-20 | 2018-01-10 | ULVAC, Inc. | Multilayer film and method for producing same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3186381B2 (ja) | 1993-11-04 | 2001-07-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 配向性導電性薄膜の作製方法 |
| JP3451404B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2003-09-29 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板 |
| US6001416A (en) | 1994-11-24 | 1999-12-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Oxide thin film and process for forming the same |
| US5798903A (en) * | 1995-12-26 | 1998-08-25 | Bell Communications Research, Inc. | Electrode structure for ferroelectric capacitor integrated on silicon |
| JP3340917B2 (ja) | 1996-09-12 | 2002-11-05 | 株式会社東芝 | 誘電体薄膜素子 |
| JPH10121233A (ja) | 1996-10-15 | 1998-05-12 | Fujitsu Ltd | 誘電体薄膜の作製方法 |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP24980899A patent/JP3127245B1/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-24 US US10/053,606 patent/US6555886B1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 半導体用語大辞典編集委員会編「半導体用語大辞典」（平１１−３−２０）日刊工業新聞社ｐ．１９３、３６１−３６３ |
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