JP3314134B2 - 複合酸化物薄膜の製造方法 - Google Patents
複合酸化物薄膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合酸化物薄膜の
製造方法に関するもので、特に、マイクロ波，ミリ波等
の高周波で有効に使用される複合酸化物薄膜の製造方法
に関するものである。
製造方法に関するもので、特に、マイクロ波，ミリ波等
の高周波で有効に使用される複合酸化物薄膜の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ
土類金属）を主結晶相とする複合ペロブスカイト型酸化
物は、従来、高周波領域における誘電損失が少ない（Ｑ
値が高い）ので、誘電体共振器等のマイクロ波誘電体材
料として有用な材料である（例えば、特開平５−２０５
５２４等参照）。
土類金属）を主結晶相とする複合ペロブスカイト型酸化
物は、従来、高周波領域における誘電損失が少ない（Ｑ
値が高い）ので、誘電体共振器等のマイクロ波誘電体材
料として有用な材料である（例えば、特開平５−２０５
５２４等参照）。
【０００３】従来、例えば、Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ
3 焼結体は、先ず、ＢａＣＯ3 粉末と、ＭｇＣＯ3 粉末
と、ＷＯ3 粉末とを混合し、仮焼粉砕してＢａ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 粉末を作製し、これを所定形状に成形
し、大気中１３００〜１６００℃程度で焼成することに
より作製していた。
3 焼結体は、先ず、ＢａＣＯ3 粉末と、ＭｇＣＯ3 粉末
と、ＷＯ3 粉末とを混合し、仮焼粉砕してＢａ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 粉末を作製し、これを所定形状に成形
し、大気中１３００〜１６００℃程度で焼成することに
より作製していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年においては、電子
部品の小型化に伴い、素子の薄膜化、薄層化が行われつ
つある。また、半導体とモノリッシック化された高周波
用薄膜コンデンサ、薄膜フィルターの開発が望まれてい
る。このような素子を作製する為には、薄膜の低温合成
が必要であった。
部品の小型化に伴い、素子の薄膜化、薄層化が行われつ
つある。また、半導体とモノリッシック化された高周波
用薄膜コンデンサ、薄膜フィルターの開発が望まれてい
る。このような素子を作製する為には、薄膜の低温合成
が必要であった。
【０００５】しかしながら、従来の固相焼結法でＡ（Ｍ
ｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶
相とした低損失材料を合成する為には、大気中で１３０
０から１６００℃という高温での焼成が必要であった。
ｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶
相とした低損失材料を合成する為には、大気中で１３０
０から１６００℃という高温での焼成が必要であった。
【０００６】前述の低損失材料を低温で合成する手法と
して、ゾル・ゲル法が挙げられる。
して、ゾル・ゲル法が挙げられる。
【０００７】このゾルゲル法は一般に金属アルコキシド
等の有機金属化合物を出発原料とし、有機溶媒に均一に
溶解させることによって、均一な溶液とし、この溶液を
加水分解することにより、金属酸化物あるいは水酸化物
からなるゾルやゲルを形成し、加熱・焼成することによ
り酸化物粉末を得たり、あるいはこの溶液を基板上に塗
布、乾燥、焼成することにより容易に薄膜化できる手法
である。
等の有機金属化合物を出発原料とし、有機溶媒に均一に
溶解させることによって、均一な溶液とし、この溶液を
加水分解することにより、金属酸化物あるいは水酸化物
からなるゾルやゲルを形成し、加熱・焼成することによ
り酸化物粉末を得たり、あるいはこの溶液を基板上に塗
布、乾燥、焼成することにより容易に薄膜化できる手法
である。
【０００８】このゾル・ゲル法では、溶液の段階で酸化
物構造を有する前駆体が、溶液段階で均一に混合されて
いる為、純度が高く、組成の均一性に優れた酸化物（粉
末及び薄膜）を得ることができる。
物構造を有する前駆体が、溶液段階で均一に混合されて
いる為、純度が高く、組成の均一性に優れた酸化物（粉
末及び薄膜）を得ることができる。
【０００９】しかしながら、このゾルゲル法において
も、溶液段階において含有する金属の電気陰性度の差、
あるいは含有する金属の配位数の拡張度等によって、親
和性の強い金属どうしが複合体を形成してしまい、結果
として、分子レベルでの組成の不均一が生じてしまう。
そのため、不均一性に起因し、ペロブスカイト結晶の生
成が不十分となるという問題があり、前述の低損失材料
の薄膜を低温で合成することは困難であった。
も、溶液段階において含有する金属の電気陰性度の差、
あるいは含有する金属の配位数の拡張度等によって、親
和性の強い金属どうしが複合体を形成してしまい、結果
として、分子レベルでの組成の不均一が生じてしまう。
そのため、不均一性に起因し、ペロブスカイト結晶の生
成が不十分となるという問題があり、前述の低損失材料
の薄膜を低温で合成することは困難であった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
に対して検討を重ねた結果、ゾルゲル法によってＡ（Ｍ
ｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶
相とする複合酸化物薄膜を合成する際、ＭｇＷ複合体と
アルカリ土類金属前駆体が分子レベルで均一に混合した
溶液を用いることにより、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ
3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶相とする複合酸化
物薄膜を低温で形成できることを見い出し、本発明に至
った。
に対して検討を重ねた結果、ゾルゲル法によってＡ（Ｍ
ｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶
相とする複合酸化物薄膜を合成する際、ＭｇＷ複合体と
アルカリ土類金属前駆体が分子レベルで均一に混合した
溶液を用いることにより、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ
3 （Ａはアルカリ土類金属）を主結晶相とする複合酸化
物薄膜を低温で形成できることを見い出し、本発明に至
った。
【００１１】即ち、本発明の複合酸化物薄膜の製造方法
は、アルカリ土類金属、ＭｇおよびＷからなる複合ペロ
ブスカイト型結晶相を主として含有する複合酸化物薄膜
の製造方法であって、Ｍｇ化合物とＷ化合物により、Ｍ
ｇＷ複合アルコキシドを合成した後、該ＭｇＷ複合アル
コキシドとアルカリ土類金属化合物を混合して塗布溶液
を合成し、該塗布溶液を基板表面に塗布して焼成する方
法である。
は、アルカリ土類金属、ＭｇおよびＷからなる複合ペロ
ブスカイト型結晶相を主として含有する複合酸化物薄膜
の製造方法であって、Ｍｇ化合物とＷ化合物により、Ｍ
ｇＷ複合アルコキシドを合成した後、該ＭｇＷ複合アル
コキシドとアルカリ土類金属化合物を混合して塗布溶液
を合成し、該塗布溶液を基板表面に塗布して焼成する方
法である。
【００１２】本発明においては、ＭｇＷ複合アルコキシ
ドは、カルボン酸塩であるＭｇ化合物と、Ｗ化合物との
還流操作により合成されたり、アルコキシドであるＭｇ
化合物とＷ化合物により合成した後、安定化処理を行う
ことによって作製される。
ドは、カルボン酸塩であるＭｇ化合物と、Ｗ化合物との
還流操作により合成されたり、アルコキシドであるＭｇ
化合物とＷ化合物により合成した後、安定化処理を行う
ことによって作製される。
【００１３】
【作用】本発明の複合酸化物薄膜の製造方法は、アルカ
リ土類金属Ａ前駆体に対して、安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合
を有するＭｇＷ複合体が形成されるため、分子レベルで
均一に混合したＡ−Ｍｇ−Ｗ前駆体が形成され、これに
よりＡ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金
属）を主結晶相とする複合酸化物薄膜を低温で作製する
ことが可能となる。
リ土類金属Ａ前駆体に対して、安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合
を有するＭｇＷ複合体が形成されるため、分子レベルで
均一に混合したＡ−Ｍｇ−Ｗ前駆体が形成され、これに
よりＡ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2）Ｏ3 （Ａはアルカリ土類金
属）を主結晶相とする複合酸化物薄膜を低温で作製する
ことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体薄膜作製において
は、まず塗布溶液としてアルカリ土類金属、Ｂａ、Ｍ
ｇ、Ｗの金属化合物が均一に溶解した前駆体溶液を調製
する。
は、まず塗布溶液としてアルカリ土類金属、Ｂａ、Ｍ
ｇ、Ｗの金属化合物が均一に溶解した前駆体溶液を調製
する。
【００１５】まずアルカリ土類金属もしくは、アルカリ
土類金属の有機酸塩、無機塩、アルコキシドから選択さ
れる少なくとも１種の金属化合物をＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ
2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数
１以上のアルキル基）で示される溶媒に混合する。アル
カリ土類金属はＢａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくと
も一種の金属をいう。
土類金属の有機酸塩、無機塩、アルコキシドから選択さ
れる少なくとも１種の金属化合物をＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ
2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数
１以上のアルキル基）で示される溶媒に混合する。アル
カリ土類金属はＢａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくと
も一種の金属をいう。
【００１６】次にＭｇ化合物とＷ化合物により、アルカ
リ土類金属化合物の共存下においても安定に存在するＭ
ｇＷ複合アルコキシドを合成する。Ｍｇ、及びＷの有機
酸塩，無機塩，アルコキシドから選択される少なくとも
１種のＭｇ化合物，Ｗ化合物を、所定のモル比でＲ1 Ｏ
Ｈ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2、
Ｒ3 ：炭素数１以上のアルキル基）で示される溶媒に混
合する。混合後、溶媒の沸点まで溶液の温度を上昇さ
せ、還流操作を行い、安定なＭｇＷ複合アルコキシドを
合成する。
リ土類金属化合物の共存下においても安定に存在するＭ
ｇＷ複合アルコキシドを合成する。Ｍｇ、及びＷの有機
酸塩，無機塩，アルコキシドから選択される少なくとも
１種のＭｇ化合物，Ｗ化合物を、所定のモル比でＲ1 Ｏ
Ｈ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2、
Ｒ3 ：炭素数１以上のアルキル基）で示される溶媒に混
合する。混合後、溶媒の沸点まで溶液の温度を上昇さ
せ、還流操作を行い、安定なＭｇＷ複合アルコキシドを
合成する。
【００１７】例えば、Ｍｇ化合物がカルボン酸塩である
場合、Ｗ化合物との還流操作により、アルカリ土類金属
化合物の共存下においても安定に存在するＭｇＷ複合ア
ルコキシドを合成することができる。また、Ｍｇ化合物
とＷ化合物がアルコキシドである場合には、これら化合
物によりＭｇＷ複合アルコキシドを合成し、後述する安
定化処理を行い、アルカリ土類金属化合物の共存下にお
いても安定に存在するＭｇＷ複合アルコキシドを合成す
ることができる。
場合、Ｗ化合物との還流操作により、アルカリ土類金属
化合物の共存下においても安定に存在するＭｇＷ複合ア
ルコキシドを合成することができる。また、Ｍｇ化合物
とＷ化合物がアルコキシドである場合には、これら化合
物によりＭｇＷ複合アルコキシドを合成し、後述する安
定化処理を行い、アルカリ土類金属化合物の共存下にお
いても安定に存在するＭｇＷ複合アルコキシドを合成す
ることができる。
【００１８】即ち、他の求核性の有機金属化合物の存在
下においても安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複
合アルコキシド分子を合成する手法としては、例えば、
アルコキシド原料を用いた場合、酸等の触媒の共存下
で還流操作を行うことにより、分子内での脱エ−テル反
応を促進する。あるいは、還流操作による複合化を行
った後、無水酢酸，エタノ−ルアミン等に代表される安
定化剤を添加する。あるいは、カルボン酸塩とアルコ
キシドの還流操作により、分子内での脱エステル反応を
促進する。あるいは、水酸化物とアルコキシドの還流
操作により、分子内での脱アルコ−ル反応を促進する。
以上のいずれかの手法を用いることにより、他の求核性
有機金属化合物の存在下においても安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ
結合を有するＭｇＷ複合アルコキシド分子を合成できる
が、特にの手法が安定なＭｇＷ複合体を合成するのに
望ましい。
下においても安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複
合アルコキシド分子を合成する手法としては、例えば、
アルコキシド原料を用いた場合、酸等の触媒の共存下
で還流操作を行うことにより、分子内での脱エ−テル反
応を促進する。あるいは、還流操作による複合化を行
った後、無水酢酸，エタノ−ルアミン等に代表される安
定化剤を添加する。あるいは、カルボン酸塩とアルコ
キシドの還流操作により、分子内での脱エステル反応を
促進する。あるいは、水酸化物とアルコキシドの還流
操作により、分子内での脱アルコ−ル反応を促進する。
以上のいずれかの手法を用いることにより、他の求核性
有機金属化合物の存在下においても安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ
結合を有するＭｇＷ複合アルコキシド分子を合成できる
が、特にの手法が安定なＭｇＷ複合体を合成するのに
望ましい。
【００１９】作製したアルカリ土類金属前駆体溶液とＭ
ｇＷ複合アルコキシド溶液、あるいはＭｇＷ複合アルコ
キシドを所定のモル比で混合し、塗布溶液とする。混合
後の還流操作は特に必要としない。
ｇＷ複合アルコキシド溶液、あるいはＭｇＷ複合アルコ
キシドを所定のモル比で混合し、塗布溶液とする。混合
後の還流操作は特に必要としない。
【００２０】そして、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｒ等の下部電極が
形成された基板上に、前記塗布溶液をスピンコ−ト法，
ディップコ−ト法，スプレ−法等の手法により成膜す
る。
形成された基板上に、前記塗布溶液をスピンコ−ト法，
ディップコ−ト法，スプレ−法等の手法により成膜す
る。
【００２１】成膜後、大気中で３００〜４００℃の温度
で１分間熱処理を行い、膜中に残留した有機物を燃焼さ
せ、ゲル膜とする。さらに、大気中で７５０℃で焼成を
行い、結晶化と共に、膜中の有機物を完全に除去する。
焼成時間は、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ
土類金属）結晶の粒径が最適となる時間を採用する。
で１分間熱処理を行い、膜中に残留した有機物を燃焼さ
せ、ゲル膜とする。さらに、大気中で７５０℃で焼成を
行い、結晶化と共に、膜中の有機物を完全に除去する。
焼成時間は、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 （Ａはアルカリ
土類金属）結晶の粒径が最適となる時間を採用する。
【００２２】尚、１回の膜厚はクラックの生成を抑える
為、溶液の塗布厚みは０．１μｍ以下が望ましい。
為、溶液の塗布厚みは０．１μｍ以下が望ましい。
【００２３】このような塗布溶液の塗布〜焼成までの工
程を繰り返すことにより複合酸化物薄膜が得られる。得
られた複合酸化物薄膜の膜厚は、製造の容易性および絶
縁性という観点から０．３〜１．０μｍであることが望
ましい。
程を繰り返すことにより複合酸化物薄膜が得られる。得
られた複合酸化物薄膜の膜厚は、製造の容易性および絶
縁性という観点から０．３〜１．０μｍであることが望
ましい。
【００２４】
実施例１（Ｂａ−Ｍｇ−Ｗ系） 酢酸マグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロポキシ
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間でのエステル脱離反応
が促進され、安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複
合アルコキシドが形成された事を確認した。
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間でのエステル脱離反応
が促進され、安定なＭｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複
合アルコキシドが形成された事を確認した。
【００２５】金属Ｂａ２０ｍｍｏｌを２００ｍｍｏｌの
２−メトキシエタノ−ル中に溶解させ、Ｂａアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成した。
２−メトキシエタノ−ル中に溶解させ、Ｂａアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成した。
【００２６】Ｂａ：Ｍｇ：Ｗ＝１：０．５：０．５の組
成になる様混合し、Ｂａ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＭＷ）複合アル
コキシド溶液を合成した。
成になる様混合し、Ｂａ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＭＷ）複合アル
コキシド溶液を合成した。
【００２７】Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア基板
上に、ＢＭＷ溶液を滴下し、スピンコ−ト法により成膜
した。成膜後、３００℃で１分間、７５０℃で５分間の
熱処理を行い、ゲル膜とした。成膜、熱処理を繰り返す
事により、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を得た。
上に、ＢＭＷ溶液を滴下し、スピンコ−ト法により成膜
した。成膜後、３００℃で１分間、７５０℃で５分間の
熱処理を行い、ゲル膜とした。成膜、熱処理を繰り返す
事により、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を得た。
【００２８】薄膜表面に直径０．２２ｍｍの金電極をス
パッタ蒸着により形成し、ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘
電特性を評価した。
パッタ蒸着により形成し、ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘
電特性を評価した。
【００２９】図１に作製したＢＭＷ薄膜のＸ線回折プロ
ファイルを示す。Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなる
ペロブスカイト単一相であった。７５０℃の低温でＢＭ
Ｗ薄膜が作製できた。２５℃、１ＭＨｚでの薄膜の比誘
電率は約２０であり、焼結体とほぼ同等の値であった。
この結果を表１の試料Ｎo.４に示す。
ファイルを示す。Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなる
ペロブスカイト単一相であった。７５０℃の低温でＢＭ
Ｗ薄膜が作製できた。２５℃、１ＭＨｚでの薄膜の比誘
電率は約２０であり、焼結体とほぼ同等の値であった。
この結果を表１の試料Ｎo.４に示す。
【００３０】また、上記方法と同様にして、表１に示し
た組成になる様、ＢＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｂａ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
た組成になる様、ＢＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｂａ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
【００３１】
【表１】
【００３２】この表１より、７５０℃の低温焼成で、比
誘電率１５以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＢ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
誘電率１５以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＢ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
【００３３】実施例２ ジエトキシマグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロ
ポキシタングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキ
シエタノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で
還流を２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成し
た。この複合体に１０ｍｍｏｌの無水酢酸を混合し、安
定化処理を行った。
ポキシタングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキ
シエタノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で
還流を２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成し
た。この複合体に１０ｍｍｏｌの無水酢酸を混合し、安
定化処理を行った。
【００３４】金属Ｂａ２０ｍｍｏｌを２００ｍｍｏｌの
２−メトキシエタノ−ル中に溶解させ、Ｂａアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成し、これをＢａ：Ｍ
ｇ：Ｗ＝１：０．５：０．５の組成になるようにＭｇＷ
複合アルコキシドに混合し、ＢＭＷ複合アルコキシド溶
液を合成した。
２−メトキシエタノ−ル中に溶解させ、Ｂａアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成し、これをＢａ：Ｍ
ｇ：Ｗ＝１：０．５：０．５の組成になるようにＭｇＷ
複合アルコキシドに混合し、ＢＭＷ複合アルコキシド溶
液を合成した。
【００３５】実施例１と同様の手法で、成膜、熱処理を
繰り返し、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を作製した。
作製したＢＭＷ薄膜は実施例１と同様、ＢＭＷ単相であ
り、比誘電率は約２０であった。
繰り返し、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を作製した。
作製したＢＭＷ薄膜は実施例１と同様、ＢＭＷ単相であ
り、比誘電率は約２０であった。
【００３６】比較例 ジエトキシマグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロ
ポキシタングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキ
シエタノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で
還流を２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成し
た。
ポキシタングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキ
シエタノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で
還流を２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成し
た。
【００３７】実施例１と同様に、金属Ｂａ２０ｍｍｏｌ
を２００ｍｍｏｌの２−メトキシエタノ−ル中に溶解さ
せ、Ｂａアルコキシド（メトキシエトキシド）を合成
し、この溶液を、Ｂａ：Ｍｇ：Ｗ＝１：０．５：０．５
の組成になるようにＭｇＷ複合アルコキシドに混合し、
ＢＭＷ複合アルコキシド溶液を合成した。しかし、この
溶液は安定性が悪く、Ｍｇ原料が沈澱した。
を２００ｍｍｏｌの２−メトキシエタノ−ル中に溶解さ
せ、Ｂａアルコキシド（メトキシエトキシド）を合成
し、この溶液を、Ｂａ：Ｍｇ：Ｗ＝１：０．５：０．５
の組成になるようにＭｇＷ複合アルコキシドに混合し、
ＢＭＷ複合アルコキシド溶液を合成した。しかし、この
溶液は安定性が悪く、Ｍｇ原料が沈澱した。
【００３８】実施例１と同様の手法で、成膜、熱処理を
繰り返し、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を作製した。
作製した薄膜のＸ線回折プロファイルを図２に示す。Ｘ
線回折測定から得られたＢａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 の
ペロブスカイト生成率は約７０％であった。
繰り返し、膜厚約０．３μｍのＢＭＷ薄膜を作製した。
作製した薄膜のＸ線回折プロファイルを図２に示す。Ｘ
線回折測定から得られたＢａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 の
ペロブスカイト生成率は約７０％であった。
【００３９】実施例３（Ｓｒ−Ｍｇ−Ｗ系） 酢酸マグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロポキシ
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
【００４０】金属Ｓｒ２０ｍｍｏｌを２００ｍｍｏｌの
２−メトキシエタノ−ル中の溶解させ、Ｓｒアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成した。Ｓｒ：Ｍｇ：Ｗ
＝１：０．５：０．５の組成になる様混合し、ＳＭＷ前
駆体溶液を合成した。
２−メトキシエタノ−ル中の溶解させ、Ｓｒアルコキシ
ド（メトキシエトキシド）を合成した。Ｓｒ：Ｍｇ：Ｗ
＝１：０．５：０．５の組成になる様混合し、ＳＭＷ前
駆体溶液を合成した。
【００４１】Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア基板
上に、実施例１と同様の手法で薄膜作製を行い、膜厚約
０．３μｍのＳｒ−Ｍｇ−Ｗ（ＳＭＷ）薄膜を得た。薄
膜表面に直径０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着によ
り形成し、ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価
し、その結果を表２の試料Ｎo.８に記載した。
上に、実施例１と同様の手法で薄膜作製を行い、膜厚約
０．３μｍのＳｒ−Ｍｇ−Ｗ（ＳＭＷ）薄膜を得た。薄
膜表面に直径０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着によ
り形成し、ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価
し、その結果を表２の試料Ｎo.８に記載した。
【００４２】また、作製したＳＭＷ薄膜は実施例１と同
様、ＳＭＷペロブスカイト単一相であった。２５℃、１
ＭＨｚでの薄膜の比誘電率は２０であり、焼結体とほぼ
同等の値であった。
様、ＳＭＷペロブスカイト単一相であった。２５℃、１
ＭＨｚでの薄膜の比誘電率は２０であり、焼結体とほぼ
同等の値であった。
【００４３】また、上記方法と同様にして、表２に示し
た組成になる様、ＳＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｓｒ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
た組成になる様、ＳＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｓｒ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
【００４４】
【表２】
【００４５】この表２より、７５０℃の低温焼成で、比
誘電率１２以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＳ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
誘電率１２以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＳ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
【００４６】実施例４（Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ系） 酢酸マグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロポキシ
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
【００４７】ジエトキシカルシウム２０ｍｍｏｌと２０
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノ−ルを混合し、８０℃
で１０時間、還流操作を行い、Ｃａアルコキシド（メト
キシエトキシド）を合成した。Ｃａ：Ｍｇ：Ｗ＝１：
０．５：０．５の組成になる様混合し、Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ
（ＣＭＷ）前駆体溶液を合成した。
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノ−ルを混合し、８０℃
で１０時間、還流操作を行い、Ｃａアルコキシド（メト
キシエトキシド）を合成した。Ｃａ：Ｍｇ：Ｗ＝１：
０．５：０．５の組成になる様混合し、Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ
（ＣＭＷ）前駆体溶液を合成した。
【００４８】Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア基板
上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、膜厚
約０．３μｍのＣＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直径０．
２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、ＬＣＲ
メ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、その結果を表３
の試料Ｎo.１２に記載した。
上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、膜厚
約０．３μｍのＣＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直径０．
２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、ＬＣＲ
メ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、その結果を表３
の試料Ｎo.１２に記載した。
【００４９】また、作製したＣＭＷ薄膜は実施例１と同
様、ＣＭＷペロブスカイト単一相であった。２５℃、１
ＭＨｚでの薄膜の比誘電率は２０であり、焼結体とほぼ
同等の値であった。
様、ＣＭＷペロブスカイト単一相であった。２５℃、１
ＭＨｚでの薄膜の比誘電率は２０であり、焼結体とほぼ
同等の値であった。
【００５０】また、上記方法と同様にして、表３に示し
た組成になる様、ＣＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｃａ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
た組成になる様、ＣＭＷ前駆体溶液を合成し、それを用
いて作製した薄膜の室温での比誘電率と、Ｘ線回折測定
から得られた薄膜結晶の主結晶相の割合を示す。Ｃａ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 からなるペロブスカイト生成率
はピーク強度比から求めた値である。
【００５１】
【表３】
【００５２】この表３より、７５０℃の低温焼成で、比
誘電率１７以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＣ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
誘電率１７以上、ペロブスカイト生成率９６％以上のＣ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
【００５３】実施例５（Ｂａ−Ｓｒ−Ｍｇ−Ｗ系） 酢酸マグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロポキシ
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
【００５４】実施例１および実施例３と同様に、Ｂａア
ルコキシドおよびＳｒアルコキシドを合成した。これら
の溶液を、Ｂａ：Ｓｒ：Ｍｇ：Ｗ＝１−ｘ：ｘ：０．
５：０．５の組成になるように、ＭｇＷ複合アルコキシ
ドに混合し、Ｂａ−Ｓｒ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＳＭＷ）前駆体
溶液を合成した。
ルコキシドおよびＳｒアルコキシドを合成した。これら
の溶液を、Ｂａ：Ｓｒ：Ｍｇ：Ｗ＝１−ｘ：ｘ：０．
５：０．５の組成になるように、ＭｇＷ複合アルコキシ
ドに混合し、Ｂａ−Ｓｒ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＳＭＷ）前駆体
溶液を合成した。
【００５５】Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア基板
上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、膜厚
約０．３μｍのＢＳＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直径
０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、Ｌ
ＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、表４に結果
を記載した。
上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、膜厚
約０．３μｍのＢＳＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直径
０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、Ｌ
ＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、表４に結果
を記載した。
【００５６】また、作製した薄膜の組成と室温での比誘
電率およびＸ線回折測定から得られた薄膜結晶の主結晶
相の割合、並びにペロブスカイト生成率を示した。
電率およびＸ線回折測定から得られた薄膜結晶の主結晶
相の割合、並びにペロブスカイト生成率を示した。
【００５７】
【表４】
【００５８】この表４より、７５０℃の低温焼成で、比
誘電率２０、ペロブスカイト生成率１００％のＢＳＭＷ
薄膜が得られることが判る。
誘電率２０、ペロブスカイト生成率１００％のＢＳＭＷ
薄膜が得られることが判る。
【００５９】実施例６（Ｂａ−Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ系） 酢酸マグネシウム１０ｍｍｏｌとペンタイソプロポキシ
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
タングステン１０ｍｍｏｌを秤量し、２−メトキシエタ
ノ−ル２００ｍｍｏｌ中に溶解した。１２０℃で還流を
２４時間行い、ＭｇＷ複合アルコキシドを合成した。溶
液のＩＲスペクトルにおいて、１７４０ｃｍ-1付近にエ
ステルの吸収がみられ、両原料間での反応が促進され、
Ｍｇ−Ｏ−Ｗ結合を有するＭｇＷ複合アルコキシドが形
成された事を確認した。
【００６０】実施例１および実施例４と同様に、Ｂａア
ルコキシドおよびＣａアルコキシドを合成した。これら
の溶液を、Ｂａ：Ｃａ：Ｍｇ：Ｗ＝１−ｘ：ｘ：０．
５：０．５の組成になるように、ＭｇＷ複合アルコキシ
ドに混合し、Ｂａ−Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＣＭＷ）前駆体
溶液を合成した。Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア
基板上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、
膜厚約０．３μｍのＢＣＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直
径０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、
ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、表５に記
載した。
ルコキシドおよびＣａアルコキシドを合成した。これら
の溶液を、Ｂａ：Ｃａ：Ｍｇ：Ｗ＝１−ｘ：ｘ：０．
５：０．５の組成になるように、ＭｇＷ複合アルコキシ
ドに混合し、Ｂａ−Ｃａ−Ｍｇ−Ｗ（ＢＣＭＷ）前駆体
溶液を合成した。Ｐｔがスパッタ蒸着されたサファイア
基板上に、実施例１と同様の手法で、薄膜作製を行い、
膜厚約０．３μｍのＢＣＭＷ薄膜を得た。薄膜表面に直
径０．２２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、
ＬＣＲメ−タ−を用いて、誘電特性を評価し、表５に記
載した。
【００６１】また、作製した薄膜の組成と室温での比誘
電率およびＸ線回折測定から得られた薄膜結晶の主結晶
相とその割合、並びにペロブスカイト生成率を示した。
電率およびＸ線回折測定から得られた薄膜結晶の主結晶
相とその割合、並びにペロブスカイト生成率を示した。
【００６２】
【表５】
【００６３】この表５から、７５０℃の低温焼成で、比
誘電率１９以上、ペロブスカイト生成率１００％のＢＳ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
誘電率１９以上、ペロブスカイト生成率１００％のＢＳ
ＭＷ薄膜が得られることが判る。
【００６４】
【発明の効果】本発明では、ＭｇＷ複合体がＡ−Ｍｇ−
Ｗ前駆体溶液中で安定に存在する事により、分子レベル
での組成の不均一が生じず、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3
（Ａはアルカリ土類金属）を主結晶とする低損失薄膜材
料を７５０℃の低温で作製できる。また低温合成できる
ことにより、半導体とモノリシック化された、高周波用
薄膜コンデンサ、薄膜フィルターを供給することが可能
となる。
Ｗ前駆体溶液中で安定に存在する事により、分子レベル
での組成の不均一が生じず、Ａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3
（Ａはアルカリ土類金属）を主結晶とする低損失薄膜材
料を７５０℃の低温で作製できる。また低温合成できる
ことにより、半導体とモノリシック化された、高周波用
薄膜コンデンサ、薄膜フィルターを供給することが可能
となる。
【図１】実施例１で作製したＢＭＷ系薄膜のＸ線回折プ
ロファイルである。
ロファイルである。
【図２】比較例で作製した薄膜のＸ線回折プロファイル
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｐ 7/10 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】アルカリ土類金属、ＭｇおよびＷからなる
複合ペロブスカイト型結晶相を主として含有する複合酸
化物薄膜の製造方法であって、Ｍｇ化合物とＷ化合物に
よりＭｇＷ複合アルコキシドを合成した後、該ＭｇＷ複
合アルコキシドとアルカリ土類金属化合物を混合して塗
布溶液を合成し、該塗布溶液を基板表面に塗布して焼成
することを特徴とする複合酸化物薄膜の製造方法。 - 【請求項２】前記ＭｇＷ複合アルコキシドは、カルボン
酸塩であるＭｇ化合物と、Ｗ化合物との還流操作により
合成され、アルカリ土類金属化合物の共存下においても
安定に存在することを特徴とする請求項１記載の複合酸
化物薄膜の製造方法。 - 【請求項３】前記ＭｇＷ複合アルコキシドは、アルコキ
シドであるＭｇ化合物とＷ化合物により合成した後、安
定化処理を行うことによって作製され、アルカリ土類金
属化合物の共存下においても安定に存在することを特徴
とする請求項１記載の複合酸化物薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07785296A JP3314134B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 複合酸化物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07785296A JP3314134B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 複合酸化物薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268059A JPH09268059A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3314134B2 true JP3314134B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=13645599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07785296A Expired - Fee Related JP3314134B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 複合酸化物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314134B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002062569A1 (ja) * | 2001-02-05 | 2004-11-11 | 聖一 蓮覚寺 | 酸化物層を有する構造体、該構造体の製造方法、並びに該構造体を用いたコンデンサ及びフィルタ |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07785296A patent/JP3314134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09268059A (ja) | 1997-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |