JP3127575B2 - 鉛含有ペロブスカイト構造複合酸化物強誘電体薄膜製造用スパッタリングターゲット材およびその製法 - Google Patents
鉛含有ペロブスカイト構造複合酸化物強誘電体薄膜製造用スパッタリングターゲット材およびその製法Info
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛含有ペロブスカイト構
造複合酸化物（ＰＺＴ、ＰＬＺＴ）強誘電体薄膜の製造
原料に関する。ＰＺＴ、ＰＬＺＴ強誘電体薄膜は、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
ー等に使用されており、これまでは前駆体溶液の塗布、
乾燥、焼成または当該強誘電体組成物をターゲットとす
るスパッタリングによって形成されている。
造複合酸化物（ＰＺＴ、ＰＬＺＴ）強誘電体薄膜の製造
原料に関する。ＰＺＴ、ＰＬＺＴ強誘電体薄膜は、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
ー等に使用されており、これまでは前駆体溶液の塗布、
乾燥、焼成または当該強誘電体組成物をターゲットとす
るスパッタリングによって形成されている。
【０００２】
【従来の技術とその課題】強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
粒界を通してのリーク電流が問題となってくる。この相
反する現象のために従来は強誘電体薄膜の特性を向上す
るうえで限界があった。ＰＺＴまたはＰＬＺＴ型強誘電
体薄膜の場合も強誘電性を上げるためには、熱処理によ
り結晶性を上げることが必要であるが、その際、結晶粒
界の成長が伴い膜中の不純物の多くが粒界に析出してく
る。この不純物質領域が粒界を通してのリーク電流を増
大させる。そこでこの不純物領域を取り除くことによっ
てリーク電流を大幅に減少させることが可能と考えられ
る。しかしなから、薄膜の構成成分であるＰｂ、Ｌａ、
Ｔｉ、Ｚｒ等の高純度化は難かしく、２ｐｐｍ以下、特
に０．５ｐｐｍ以下にまで不純物濃度を下げることは非
常に困難であった。従来、Ｐｂ含有複合酸化物強誘電体
薄膜に関し、高純度化により特性改善した旨の報告は見
当らない。また、従来の固相反応法で複合酸化物粒子を
作製すると粒成長のため一次粒子の平均粒径２μｍ以上
となり、その粉末で作製したスパッタリングターゲット
材は単位粒子が大きいために機械強度が低く、成膜速度
を上げる目的で６００Ｗ程度の高いパワーでスパッタす
るとスパッタ開始直後でターゲットが割損していた。
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
粒界を通してのリーク電流が問題となってくる。この相
反する現象のために従来は強誘電体薄膜の特性を向上す
るうえで限界があった。ＰＺＴまたはＰＬＺＴ型強誘電
体薄膜の場合も強誘電性を上げるためには、熱処理によ
り結晶性を上げることが必要であるが、その際、結晶粒
界の成長が伴い膜中の不純物の多くが粒界に析出してく
る。この不純物質領域が粒界を通してのリーク電流を増
大させる。そこでこの不純物領域を取り除くことによっ
てリーク電流を大幅に減少させることが可能と考えられ
る。しかしなから、薄膜の構成成分であるＰｂ、Ｌａ、
Ｔｉ、Ｚｒ等の高純度化は難かしく、２ｐｐｍ以下、特
に０．５ｐｐｍ以下にまで不純物濃度を下げることは非
常に困難であった。従来、Ｐｂ含有複合酸化物強誘電体
薄膜に関し、高純度化により特性改善した旨の報告は見
当らない。また、従来の固相反応法で複合酸化物粒子を
作製すると粒成長のため一次粒子の平均粒径２μｍ以上
となり、その粉末で作製したスパッタリングターゲット
材は単位粒子が大きいために機械強度が低く、成膜速度
を上げる目的で６００Ｗ程度の高いパワーでスパッタす
るとスパッタ開始直後でターゲットが割損していた。
【０００３】
【課題の解決に至る知見】そこで本発明者等は、これら
各金属成分の高純度化につき研究した結果、それぞれの
金属成分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
非常に高純度の金属成分原料を得ることができ、これら
を原料としてチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛あるい
はランタン含有チタン酸ジルコン酸鉛等の誘電体または
強誘電体を作製したところ、これよりスパッタリングに
よって形成される誘電体薄膜は結晶化の際に不純物が粒
界に析出するのを防止し、非常に優れた特性を有すると
いう知見を得た。また、本発明のターゲット材は、一次
粒子の平均粒径が２μｍ以下と従来のターゲット材の粒
子に比べて微細であるため機械的強度が高く成膜速度を
上げる目的で６００Ｗ程度の高いパワーでスパッタして
もターゲット材が割損しない非常に優れた機械的強度を
有するという知見を得た。
各金属成分の高純度化につき研究した結果、それぞれの
金属成分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
非常に高純度の金属成分原料を得ることができ、これら
を原料としてチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛あるい
はランタン含有チタン酸ジルコン酸鉛等の誘電体または
強誘電体を作製したところ、これよりスパッタリングに
よって形成される誘電体薄膜は結晶化の際に不純物が粒
界に析出するのを防止し、非常に優れた特性を有すると
いう知見を得た。また、本発明のターゲット材は、一次
粒子の平均粒径が２μｍ以下と従来のターゲット材の粒
子に比べて微細であるため機械的強度が高く成膜速度を
上げる目的で６００Ｗ程度の高いパワーでスパッタして
もターゲット材が割損しない非常に優れた機械的強度を
有するという知見を得た。
【０００４】かくて本出願人は上記高強度かつ超高純度
鉛含有複合酸化物強誘電体薄膜とその製法およびその前
駆組成物について本願と同時に特許出願し、ここにその
乾式法（スパッタリング法）のターゲット材料について
特許出願する。該出願において上記の不純物含有量の条
件および好ましい強誘電体膜のリーク電流が大体におい
て１０-8Ａ／ｃｍ2以下でなければならぬことが解明さ
れている。
鉛含有複合酸化物強誘電体薄膜とその製法およびその前
駆組成物について本願と同時に特許出願し、ここにその
乾式法（スパッタリング法）のターゲット材料について
特許出願する。該出願において上記の不純物含有量の条
件および好ましい強誘電体膜のリーク電流が大体におい
て１０-8Ａ／ｃｍ2以下でなければならぬことが解明さ
れている。
【０００５】
【発明の構成】本発明はそのアルカリ金属含有量の合計
が２ｐｐｍ以下であるＰｂ1-xＬax（ＺｒyＴｉ1-y）
1-x/4Ｏ3（式中ｘ、ｙはＯまたは１より小さい小数）で
表わされる複合酸化物からなる高強度かつ高純度ＰＺ
Ｔ、ＰＬＺＴ強誘電体薄膜製造用のスパッタリングター
ゲット材を提供する。本発明はまた強誘電体薄膜製造用
のスパッタリングターゲット材の製法であって、Ｐｂ、
Ｌａ、Ｚｒ、Ｔｉ各金属の有機金属化合物を蒸留、再結
晶、昇華の一または二以上の方法で所望の純度まで精製
し、目的組成と化学量論的に対応する組成とし、それを
焼成し複合酸化物として焼結することからなる方法を提
供する。
が２ｐｐｍ以下であるＰｂ1-xＬax（ＺｒyＴｉ1-y）
1-x/4Ｏ3（式中ｘ、ｙはＯまたは１より小さい小数）で
表わされる複合酸化物からなる高強度かつ高純度ＰＺ
Ｔ、ＰＬＺＴ強誘電体薄膜製造用のスパッタリングター
ゲット材を提供する。本発明はまた強誘電体薄膜製造用
のスパッタリングターゲット材の製法であって、Ｐｂ、
Ｌａ、Ｚｒ、Ｔｉ各金属の有機金属化合物を蒸留、再結
晶、昇華の一または二以上の方法で所望の純度まで精製
し、目的組成と化学量論的に対応する組成とし、それを
焼成し複合酸化物として焼結することからなる方法を提
供する。
【０００６】本発明のスパッタリングターゲット材の製
造に使用可能の金属有機化合物は有機酸塩、アルコキシ
ド、β−ジケトナト錯体等である。有機酸塩の具体例は
Ｐｂ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｔｉの酢酸塩、プロピオン酸塩、オ
クタン酸塩、ステアリン酸塩、等である。アルコキシド
の具体例はこれらの金属のエトキシド、プロポキシド、
ブトキシド、等で混合アルコキシドでもよい。β−ジケ
トナト錯体の具体例はβ−アセチルアセトナト錯体であ
る。
造に使用可能の金属有機化合物は有機酸塩、アルコキシ
ド、β−ジケトナト錯体等である。有機酸塩の具体例は
Ｐｂ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｔｉの酢酸塩、プロピオン酸塩、オ
クタン酸塩、ステアリン酸塩、等である。アルコキシド
の具体例はこれらの金属のエトキシド、プロポキシド、
ブトキシド、等で混合アルコキシドでもよい。β−ジケ
トナト錯体の具体例はβ−アセチルアセトナト錯体であ
る。
【０００７】上記の試薬は試薬特級品を本発明によって
精製して使用する。本発明のスパッタリングターゲット
材の製造に使用できる溶媒は上記金属有機化合物を溶解
し、且つ当該化合物に対して適度の溶解度を有するもの
であれば何でもよい。一般的、水、アルコール、ケト
ン、エステル等のなかから、経験あるいは試行錯誤的に
適当に選ばれるこれらの溶媒は何れも高度に精製されな
ければならない。水は超純水、すなわち電気抵抗１７．
８ＭΩ以上のものである。
精製して使用する。本発明のスパッタリングターゲット
材の製造に使用できる溶媒は上記金属有機化合物を溶解
し、且つ当該化合物に対して適度の溶解度を有するもの
であれば何でもよい。一般的、水、アルコール、ケト
ン、エステル等のなかから、経験あるいは試行錯誤的に
適当に選ばれるこれらの溶媒は何れも高度に精製されな
ければならない。水は超純水、すなわち電気抵抗１７．
８ＭΩ以上のものである。
【０００８】
【発明の具体的開示】本発明を実施例によって具体的に
説明する。 実施例１ ３リットルの石英製ナス型フラスコに、精製した試薬特
級２−メトキシエタノール（ＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）
１８００ｍｌを入れ、それにＬｉ，Ｎａ，Ｋの含有量を
０．１ｐｐｍ以下に精製した酢酸鉛７５３．６ｇ、同様
に精製したジルコニウムテトラｎ−ブトキシド３０４．
６ｇ、チタンテトラｉ−プロポキシド２０７．１ｇを加
え、オイルバス中で加温し溶解した。その溶液を１２５
℃の沸点直下で１２時間加熱還流操作を行い各種金属を
均一に混合した。混合溶液を撹拌しながら超純水１００
ｍｌをゆっくりと滴下し加水分解を行い、ゾル溶液とし
た。その後ロータリーエバポレータを用いてゾル溶液中
から溶媒を除去してゾル溶液をゲル化を経て乾固し、塊
状のＰＺＴ複合酸化物前駆体を６６０ｇ調製した。この
ＰＺＴ前駆体をマグネシアルツボ中に入れ電気炉（大気
中）内で７００℃、２時間の条件で焼成し、Ｐｂ1.3Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxの焼成塊を得た。焼成塊を乳鉢で解
砕し、さらにジルコニアボールを用いたボールミルで２
４時間ボールミルを行い、ＰＺＴ複合酸化物の微粉末を
得た。粉末の平均一次粒径は、顕微鏡観察で０．７μｍ
であった。そのＰＺＴ複合酸化物粉末３６０ｇを用いて
ホットプレス法により径４″、厚さ６ｍｍのＰＺＴ複合
酸化物ホットプレス焼結体を調製した。ホットプレス条
件は温度、８３０℃、時間：３時間、圧力：１７０ｋｇ
／ｃｍ2、雰囲気：１０-4ｔｏｒｒであった。ホットプ
レス体の相対密度は９３％であった。作製したホットプ
レス体に熱処理、加工を施しＰｂ1.30Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48
Ｏxのスパッタリングターゲット材を作製した。ターゲ
ット材からサンプリングした粉末のＩＣＰ分析の結果組
成はＰｂ1.30Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxで、アルカリ金属の
不純物濃度は、Ｌｉ：０．０８ｐｐｍ、Ｎａ：０．３ｐ
ｐｍ、Ｋ：０．４ｐｐｍであった。
説明する。 実施例１ ３リットルの石英製ナス型フラスコに、精製した試薬特
級２−メトキシエタノール（ＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）
１８００ｍｌを入れ、それにＬｉ，Ｎａ，Ｋの含有量を
０．１ｐｐｍ以下に精製した酢酸鉛７５３．６ｇ、同様
に精製したジルコニウムテトラｎ−ブトキシド３０４．
６ｇ、チタンテトラｉ−プロポキシド２０７．１ｇを加
え、オイルバス中で加温し溶解した。その溶液を１２５
℃の沸点直下で１２時間加熱還流操作を行い各種金属を
均一に混合した。混合溶液を撹拌しながら超純水１００
ｍｌをゆっくりと滴下し加水分解を行い、ゾル溶液とし
た。その後ロータリーエバポレータを用いてゾル溶液中
から溶媒を除去してゾル溶液をゲル化を経て乾固し、塊
状のＰＺＴ複合酸化物前駆体を６６０ｇ調製した。この
ＰＺＴ前駆体をマグネシアルツボ中に入れ電気炉（大気
中）内で７００℃、２時間の条件で焼成し、Ｐｂ1.3Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxの焼成塊を得た。焼成塊を乳鉢で解
砕し、さらにジルコニアボールを用いたボールミルで２
４時間ボールミルを行い、ＰＺＴ複合酸化物の微粉末を
得た。粉末の平均一次粒径は、顕微鏡観察で０．７μｍ
であった。そのＰＺＴ複合酸化物粉末３６０ｇを用いて
ホットプレス法により径４″、厚さ６ｍｍのＰＺＴ複合
酸化物ホットプレス焼結体を調製した。ホットプレス条
件は温度、８３０℃、時間：３時間、圧力：１７０ｋｇ
／ｃｍ2、雰囲気：１０-4ｔｏｒｒであった。ホットプ
レス体の相対密度は９３％であった。作製したホットプ
レス体に熱処理、加工を施しＰｂ1.30Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48
Ｏxのスパッタリングターゲット材を作製した。ターゲ
ット材からサンプリングした粉末のＩＣＰ分析の結果組
成はＰｂ1.30Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxで、アルカリ金属の
不純物濃度は、Ｌｉ：０．０８ｐｐｍ、Ｎａ：０．３ｐ
ｐｍ、Ｋ：０．４ｐｐｍであった。
【０００９】このターゲット材を用い 基 板 Ｐｔ／ＳｉＯ2／Ｓｉ ガス圧 １０ｍＴｏｒｒ パワー ３００Ｗ 基板温度 ４５０℃ 雰囲気 Ａｒ／Ｏ2＝４／１ のスパッタ条件で成膜し、その膜に温度：６００℃、時
間：１時間、雰囲気：Ｏ2気流中の条件で熱処理を施し
膜厚３０００ÅのＰＺＴ強誘電体薄膜を作製した。 Ｐ
ＺＴ-薄膜はＸ線回析によりペロブスカイト相であっ
た。膜の組成はＥＰＭＡ分析にＰｂ1.02Ｚｒ0.52Ｔｉ
0.48Ｏxであった。膜のリーク電流をマイクロプローバ
ー、微小電流計を使用して測定した結果、１．６５Ｖで
３．７×１０-9 Ａ／ｃｍ2であった。またこの薄膜をＬ
ＣＲメータで測定した結果、誘電率ε＝８３０、誘電損
失ｔａｎδ＝２．８％であった。耐電力試験として、こ
のターゲットに６００Ｗの電力を２時間印加したが、ク
ラック、折損は認められなかった。このターゲットから
試験片を切出し、抗折力を測定した結果は１２．５ｋｇ
／ｍｍ2であった。また、この試験片の単位粒子は顕微
鏡観察で０．７μｍであった。ターゲット材組成、アル
カリ金属分析値、一次粒子の平均粒径の異なる他の実施
例を膜の組成分析値、リーク電流値を誘電率、誘電損失
とともに表１に本発明実施例２〜５として示した。実施
例２〜５のターゲット材に耐電力試験として６００Ｗの
電力を２時間印加したところターゲット材にクラック、
折損は認められなかった。また実施例２〜５のターゲッ
ト材からそれぞれ試験片を切出し抗折力を測定した結果
は１０〜１３．５ｋｇ／ｍｍ2であった。
間：１時間、雰囲気：Ｏ2気流中の条件で熱処理を施し
膜厚３０００ÅのＰＺＴ強誘電体薄膜を作製した。 Ｐ
ＺＴ-薄膜はＸ線回析によりペロブスカイト相であっ
た。膜の組成はＥＰＭＡ分析にＰｂ1.02Ｚｒ0.52Ｔｉ
0.48Ｏxであった。膜のリーク電流をマイクロプローバ
ー、微小電流計を使用して測定した結果、１．６５Ｖで
３．７×１０-9 Ａ／ｃｍ2であった。またこの薄膜をＬ
ＣＲメータで測定した結果、誘電率ε＝８３０、誘電損
失ｔａｎδ＝２．８％であった。耐電力試験として、こ
のターゲットに６００Ｗの電力を２時間印加したが、ク
ラック、折損は認められなかった。このターゲットから
試験片を切出し、抗折力を測定した結果は１２．５ｋｇ
／ｍｍ2であった。また、この試験片の単位粒子は顕微
鏡観察で０．７μｍであった。ターゲット材組成、アル
カリ金属分析値、一次粒子の平均粒径の異なる他の実施
例を膜の組成分析値、リーク電流値を誘電率、誘電損失
とともに表１に本発明実施例２〜５として示した。実施
例２〜５のターゲット材に耐電力試験として６００Ｗの
電力を２時間印加したところターゲット材にクラック、
折損は認められなかった。また実施例２〜５のターゲッ
ト材からそれぞれ試験片を切出し抗折力を測定した結果
は１０〜１３．５ｋｇ／ｍｍ2であった。
【００１０】
【従来例】ＰｂＺｒＯ3粉末（２Ｎ５）２７６．６ｇと
ＰｂＴｉＯ9粉末（３Ｎ）２２３．４ｇを秤量しＺｒＯ2
ボールを使用したボールミル法によって１０時間混合
し、その混合粉をマグネシアルツボに入れ電気炉中で条
件、温度：１１００℃、時間：４時間、雰囲気：大気中
で焼成を行った。焼成塊を乳鉢で解砕し再びボールミル
を用いて２４時間湿式粉砕を行った。ボールミル処理終
了後、溶媒を蒸発させＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx粉末
とた。このＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx粉末４１４．７
ｇにＰｂＯ粉末（３Ｎ）８５．３ｇを前記ボールミル法
によって混合し、Ｐｂ1.3Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx（Ｐｂ
1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx：１ｍｏｌとＰｂＯ：０．３ｍ
ｏｌの混合物）組成の粉末を調製した。平均粒径は顕微
鏡観察で２．５μｍであった。このＰＺＴ粉末３６０ｇ
を用いて径４″φ厚さ６ｍｍのＰＺＴホットプレス体を
作製した。ホットプレス条件は、本発明の実施例と同条
件すなわち温度：８３０℃、時間：３時間、圧力：１７
０ｋｇ／ｃｍ2、雰囲気：１０-4ｔｏｒｒであった。こ
のホットプレス体の密度は９０％であった。作製したホ
ットプレス体に熱処理、加工を施しＰｂ1.3Ｚｒ0 .5 2Ｔ
ｉ0.48Ｏxのスパッタリングターゲット材を作製した。
ターゲット材からサンプリングした粉末のＩＣＰ分析の
結果、組成はＰｂ1.30 Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxでアルカリ
金属の不純物濃度は、Ｌｉ：３．２ｐｐｍ、Ｎａ：２
９．８ｐｐｍ、Ｋ：１２ｐｐｍであった。
ＰｂＴｉＯ9粉末（３Ｎ）２２３．４ｇを秤量しＺｒＯ2
ボールを使用したボールミル法によって１０時間混合
し、その混合粉をマグネシアルツボに入れ電気炉中で条
件、温度：１１００℃、時間：４時間、雰囲気：大気中
で焼成を行った。焼成塊を乳鉢で解砕し再びボールミル
を用いて２４時間湿式粉砕を行った。ボールミル処理終
了後、溶媒を蒸発させＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx粉末
とた。このＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx粉末４１４．７
ｇにＰｂＯ粉末（３Ｎ）８５．３ｇを前記ボールミル法
によって混合し、Ｐｂ1.3Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx（Ｐｂ
1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏx：１ｍｏｌとＰｂＯ：０．３ｍ
ｏｌの混合物）組成の粉末を調製した。平均粒径は顕微
鏡観察で２．５μｍであった。このＰＺＴ粉末３６０ｇ
を用いて径４″φ厚さ６ｍｍのＰＺＴホットプレス体を
作製した。ホットプレス条件は、本発明の実施例と同条
件すなわち温度：８３０℃、時間：３時間、圧力：１７
０ｋｇ／ｃｍ2、雰囲気：１０-4ｔｏｒｒであった。こ
のホットプレス体の密度は９０％であった。作製したホ
ットプレス体に熱処理、加工を施しＰｂ1.3Ｚｒ0 .5 2Ｔ
ｉ0.48Ｏxのスパッタリングターゲット材を作製した。
ターゲット材からサンプリングした粉末のＩＣＰ分析の
結果、組成はＰｂ1.30 Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxでアルカリ
金属の不純物濃度は、Ｌｉ：３．２ｐｐｍ、Ｎａ：２
９．８ｐｐｍ、Ｋ：１２ｐｐｍであった。
【００１１】このターゲット材を用い本発明の実施例と
同条件すなわち 基 板 Ｐｔ／ＳｉＯ2／Ｓｉ ガス圧 １０ｍｔｏｒｒ パワー ３００Ｗ 基板温度 ４５０℃ 雰囲気 Ａｒ／Ｏ2＝４／１ の条件で成膜し、その膜に温度６００℃、時間：１時
間、雰囲気：Ｏ2フロー中の条件で熱処理を施し、膜厚
３０００ÅのＰＺＴ薄膜を作製した。ＰＺＴ薄膜はＸ線
回折によりペロブスカイト相であった。膜の組成はＥＰ
ＭＡ分析によりＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxであった。
膜の電気的特性を本発明と同様に測定した結果、 リーク電流 ＪL＝５．７×１０-5Ａ／ｃｍ2（１．６５
Ｖ） 誘電率 ε＝７８０ 誘電損失 ｔａｎδ＝５．３％ であった。従来法によるターゲット材組成、アルカリ金
属分析値、粒子の平均粒径の異なる他の実施例を膜の組
成分析値、リーク電流値を誘電率、誘電損失とともに表
１の従来例１〜５に示した。従来例１〜５のターゲット
材に６００Ｗの電力を２時間印加すると全てのターゲッ
トが割損を起こした。また従来例１〜５のターゲット材
から試験片を切出して抗折力を測定した結果は４．２〜
６．４ｋｇ／ｍｍ2であった。
同条件すなわち 基 板 Ｐｔ／ＳｉＯ2／Ｓｉ ガス圧 １０ｍｔｏｒｒ パワー ３００Ｗ 基板温度 ４５０℃ 雰囲気 Ａｒ／Ｏ2＝４／１ の条件で成膜し、その膜に温度６００℃、時間：１時
間、雰囲気：Ｏ2フロー中の条件で熱処理を施し、膜厚
３０００ÅのＰＺＴ薄膜を作製した。ＰＺＴ薄膜はＸ線
回折によりペロブスカイト相であった。膜の組成はＥＰ
ＭＡ分析によりＰｂ1.0Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48Ｏxであった。
膜の電気的特性を本発明と同様に測定した結果、 リーク電流 ＪL＝５．７×１０-5Ａ／ｃｍ2（１．６５
Ｖ） 誘電率 ε＝７８０ 誘電損失 ｔａｎδ＝５．３％ であった。従来法によるターゲット材組成、アルカリ金
属分析値、粒子の平均粒径の異なる他の実施例を膜の組
成分析値、リーク電流値を誘電率、誘電損失とともに表
１の従来例１〜５に示した。従来例１〜５のターゲット
材に６００Ｗの電力を２時間印加すると全てのターゲッ
トが割損を起こした。また従来例１〜５のターゲット材
から試験片を切出して抗折力を測定した結果は４．２〜
６．４ｋｇ／ｍｍ2であった。
【表１】
フロントページの続き (72)発明者 杉原 忠 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (72)発明者 武下 拓夫 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−53119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−297463（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01B 3/12 301 H01G 4/33 H01G 7/06 H01L 21/203 C04B 35/46 - 35/49 C01G 25/00 - 57/00
Claims (3)
- 【請求項１】 Pb1-x Lax (Zry Ti1-y)1-x/4O3 (式中、
ｘおよびｙはそれぞれ０または１未満の小数) で表され
る複合酸化物からなるペロブスカイト構造強誘電体薄膜
を形成するためのスパッタリングターゲット材であっ
て、アルカリ金属含有量が合計２ppm 以下で、かつ平均
粒径２μｍ以下の粒子の焼結体からなることを特徴とす
るスパッタリングターゲット材。 - 【請求項２】 請求項１記載のスパッタリングターゲッ
ト材の製造方法であって、前記複合酸化物を構成する各
金属の有機酸塩、アルコキシドおよびβ−ジケトナト錯
体から選ばれた金属有機化合物を、蒸留、再結晶、昇華
の１または２以上の方法で、アルカリ金属含有量を0.1
ppm 以下になるまで別々に精製し、得られた各金属の精
製化合物を、前記複合酸化物に相当する化学量論的割合
で精製有機溶媒中で混合して溶解させ、還流加熱してゾ
ル溶液を形成し、このゾル溶液をゲル化および乾燥し
て、複合酸化物の前駆体を形成し、この複合酸化物の前
駆体を焼成して複合酸化物に転化させた後、粉砕して、
平均１粒径２μｍ以下、凝集粒径10μｍ以下の複合酸化
物の粉末とし、この複合酸化物の粉末を成形した後、焼
結させる、ことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のターゲット材からスパッ
タリング法により形成され、結晶化のための熱処理を受
けたたペロブスカイト構造強誘電体薄膜であって、600
℃で１時間熱処理した後のリーク電流が10-8 A/cm2以下
であることを特徴とする強誘電体薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04148857A JP3127575B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 鉛含有ペロブスカイト構造複合酸化物強誘電体薄膜製造用スパッタリングターゲット材およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04148857A JP3127575B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 鉛含有ペロブスカイト構造複合酸化物強誘電体薄膜製造用スパッタリングターゲット材およびその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320894A JPH05320894A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3127575B2 true JP3127575B2 (ja) | 2001-01-29 |
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ID=15462297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP04148857A Expired - Fee Related JP3127575B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 鉛含有ペロブスカイト構造複合酸化物強誘電体薄膜製造用スパッタリングターゲット材およびその製法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3127575B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4240423B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2009-03-18 | 中部キレスト株式会社 | 金属酸化物薄膜形成用ターゲット材およびその製造方法、並びに該ターゲット材を使用した金属酸化物薄膜の形成法 |
| JP4530114B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2010-08-25 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 鉛含有ペロブスカイト型複合酸化物焼結体の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP04148857A patent/JP3127575B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05320894A (ja) | 1993-12-07 |
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