JP3398297B2

JP3398297B2 - 誘電体薄膜および薄膜コンデンサ

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Publication number: JP3398297B2
Application number: JP10872297A
Authority: JP
Inventors: 耕世神垣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JPH10302546A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は誘電体薄膜およびこ
の誘電体薄膜を用いた薄膜コンデンサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】従来、２種以上の金属からなる複合ペロブ
スカイト酸化物、特にＰｂ（Ｍｇ_1/ ₃Ｎｂ_2/3）Ｏ
₃（以下、ＰＭＮという）は室温で大きな比誘電率を有
するため、コンデンサ材料として有用であることが知ら
れている。

【０００３】このようなＰＭＮ焼結体として、従来、Ｐ
ｂＯ粉末とＭｇＣＯ₃粉末とＮｂ₂Ｏ₅粉末とを一括し
て混合粉砕し、焼結する固相焼結法が知られている。し
かしながら、このような一括して混合粉砕する固相焼結
によるＰＭＮ焼結体の作製では、ほぼペロブスカイト単
相からなる焼結体を得るのは困難であり、低温で安定な
パイロクロア相が生成し易く、また生成したパイロクロ
ア相は比誘電率が低いため、結果として焼結体の比誘電
率が低くなり、コンデンサ材料として不適当な場合が多
い。

【０００４】このため、固相焼結法では、ＭｇＮｂ酸化
物（ＭｇＮｂ₂Ｏ₆）とＰｂ原料、およびＴｉ原料を反
応させるコランバイト法による合成が行われている。こ
の方法によれば、ほぼペロブスカイト単相の焼結体を得
ることが可能となり、比誘電率を１５０００以上とする
ことができる。しかしながら、従来、これらバルク材料
は比誘電率の周波数分散が大きく、１ＭＨｚ以上の高周
波では比誘電率が小さくなり、コンデンサとして機能し
なくなると考えられていた。

【０００５】近年においては、電子機器の小型、薄形化
に伴い、電子部品の小型化，薄膜化が要求されている。
特に受動部品であるコンデンサの小型、薄形化は必須と
なっている。

【０００６】また、コンピュータ等の高速デジタル回路
を用いた電子機器は高周波化の流れにあり、数１０ＭＨ
ｚから数１００ＭＨｚの動作周波数帯域が重要になって
きている。これにともない、コンデンサ等の受動部品も
高周波もしくは高速デジタルパルスに対して優れた特性
を示すことが必須になってきている。

【０００７】近年、ＰＭＮ等の高誘電率材料を薄膜化
し、薄膜コンデンサに応用しようとされているが、従来
の固相焼結法では膜厚はせいぜい１０μｍ程度であっ
た。また薄膜においても固相焼結法による焼結体と同
様、低温で安定なパイロクロア相が生成し易く、ほぼペ
ロブスカイト単相からなる膜を得るのが困難となり、コ
ンデンサ材料として不適当な場合が多い。特に薄膜化す
る場合、下部電極との格子の不整合および化学結合の相
違等でパイロクロア相が生成し易いという問題があると
言われており（例えば、特開平６−５７４３７号公報参
照）、パイロクロア相の少ないペロブスカイト単相のＰ
ＭＮ薄膜を得るのが困難であった。

【０００８】これらのパイロクロア相生成の問題を解決
する手法として、ゾルゲル法で作製されたＰＭＮ薄膜に
おいては、急速昇温焼成（特開平２−１７７５２１号公
報参照）やシーディング法（特開平６−５７４３７号公
報参照）等の種々の手法が提案されており、ペロブスカ
イト単相に近いＰＭＮ薄膜が得られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記急
速昇温焼成法，シーディング法によるＰＭＮ薄膜では、
ほぼペロブスカイト単相からなる膜が得られているが、
未だ室温における比誘電率が低く、ＰＭＮ系材料本来の
特性が発揮されていないのが現状であった。

【００１０】また、典型的なコンデンサ材料であるＢａ
ＴｉＯ₃やＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃のようなリラ
クサ材料は１ＫＨｚ程度の低周波数においては大きな比
誘電率を示し、コンデンサ材料として優れた材料である
が、周波数分散が大きいため、高周波領域における比誘
電率の減少が大きく、高周波領域では高誘電率材料とし
て使えないと考えられてきた（特開平６−７７０８３号
公報参照）。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題の
解決方法を鋭意検討した結果、バルクにおいて、マクロ
な自発分極を持たないため、ＤＣバイアス依存性が小さ
く、かつ大きな比誘電率を持つＰＭＮに、室温より低温
で誘電率のピークをもつＰｂＳｎＯ₃を固溶した材料を
薄膜化することにより、ＤＣバイアス印加下でも大きな
比誘電率を示し、かつ高周波領域においても比誘電率の
減少が小さくなることを知見し、本発明に至った。

【００１２】即ち、本発明の誘電体薄膜は、金属元素と
してＰｂ、Ｍｇ、ＮｂおよびＳｎを含むペロブスカイト
型複合酸化物からなる膜厚２μｍ以下のゾルゲル法で作
製された誘電体薄膜であって、前記金属元素酸化物のモ
ル比による組成式を、（１−ｘ）Ｐｂ_a（Ｍｇ_b/3Ｎｂ
_2/3）Ｏ₃・ｘＰｂ_aＳｎＯ₃と表した時、前記ｘ、ａおよ
びｂが、０＜ｘ≦０．１０、１≦ａ≦１．１０、１≦ｂ
≦１．１５を満足するとともに、測定周波数１ｋＨｚ
（室温）における比誘電率が１０００以上であり、か
つ、測定周波数１００ＭＨｚ（室温）における比誘電率
が１０００以上であることを特徴とする。ここで、結晶
粒子の形状が円盤状であり、該円盤状の結晶粒子の平均
粒径が０．６μｍ以上であることが望ましい。

【００１３】本発明の薄膜コンデンサは、上記誘電体薄
膜の両面に一対の電極を対向して形成してなるものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明の誘電体薄膜によれば、マクロな自発分
極を持たないためＤＣバイアス特性に優れ、かつ高誘電
率であるＰＭＮを基本材料とするため、高誘電率でＤＣ
バイアス特性に優れた材料になる。

【００１５】また比誘電率の最大となる温度がＰＭＮよ
り低温にあるＰｂＳｎＯ₃を固溶することにより、比誘
電率の最大となる温度が低温側にシフトし、室温以上で
の比誘電率の周波数分散が小さくなり、高周波領域にお
いて大きな比誘電率を得る事ができる。

【００１６】また、薄膜にすることにより、ペロブスカ
イト型複合酸化物の平均結晶粒径がサブミクロンのオー
ダに小さくなり、より常誘電体的性質が支配的になるた
め、静電容量の温度特性及びＤＣバイアス特性を良好と
することができる。また、１００ＭＨｚの様な高周波に
おいても、強誘電性の起源であるマクロな自発分極がな
いために自発分極に起因する誘電率の周波数分散が小さ
く、かつリラクサ特有の周波数分散も散漫相転移点が室
温より低温にあるため室温では小さく、この為高周波に
おいても大きな比誘電率を示す。

【００１７】本発明の薄膜コンデンサでは、上記したよ
うな優れた特性を有する誘電体薄膜の両面に、例えば、
膜厚０．０５μｍ以上の白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）薄膜である一対の電極を対向して形成
することにより、高周波においても高誘電率で優れた薄
膜コンデンサを得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の誘電体薄膜は、膜厚２μ
ｍ以下の誘電体薄膜である。ここで、膜厚２μｍ以下の
誘電体薄膜としたのは、これより厚くなると工程数が増
加し、また、コンデンサを構成した場合、容量が小さく
なるからである。誘電体薄膜の膜厚は、製造の容易性、
膜質劣化の点で１μｍ以下が望ましく、さらに膜の絶縁
性を考慮すると特に０．３μｍ〜１μｍが望ましい。

【００１９】また、モル比による組成式を、（１−ｘ）
Ｐｂ_a（Ｍｇ_b/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃・ｘＰｂ_aＳｎＯ₃と
表した時、前記ｘ、ａおよびｂが、０＜ｘ≦０．１０、
１≦ａ≦１．１０、１≦ｂ≦１．１５を満足するもので
ある。

【００２０】このように、ＰｂＳｎＯ₃量を示すｘを
０．１０以下としたのは、ｘが０．１０よりも多くなる
と、結晶構造は、低誘電率構造であるパイロクロアとな
り、大きな比誘電率が得られないからである。ｘは０．
０２〜０．１０であることが望ましい。

【００２１】また、ａを１〜１．１としたのは、ａが１
よりも小さい場合には、パイロクロア相が生成し、比誘
電率が低下するからであり、１．１よりも大きい場合に
はＰｂＯが粒界に析出し、比誘電率が低下するからであ
る。ａは特性の再現性が良いという理由から１．０５〜
１．１であることが望ましい。

【００２２】さらに、ｂを１〜１．１５としたのは、ｂ
が１よりも小さい場合や１．１５よりも大きい場合に
は、比誘電率が低下するからである。ｂは特性の再現性
が良いという理由から１．０５〜１．１であることが望
ましい。

【００２３】また、本発明の薄膜コンデンサは、上記し
た誘電体薄膜の両面に一対の電極を対向して形成してな
るものである。尚、誘電体薄膜と電極とを交互に積層し
た積層薄膜コンデンサであっても良いことは勿論であ
る。

【００２４】コンデンサの電極としては、厚さ０．０５
μｍ以上の白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔ
ｉ）、パラジウム（Ｐｄ）薄膜等があり、これらのうち
でも配向した白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）薄膜が最適であ
る。Ｐｔ、Ａｕは膜との反応性が小さく、また酸化され
にくい為、膜との界面に低誘電率相が形成されにくいか
らである。

【００２５】膜厚を０．０５μｍ以上としたのは０．０
５μｍ未満であると高周波領域における等価直列抵抗が
大きくなるためである。配向した白金（Ｐｔ）薄膜と
は、配向性または単結晶的白金（Ｐｔ）薄膜であり、配
向性を有するＰｔ薄膜とは、３つの結晶軸のうち一つの
軸が膜表面に近似的に垂直な方向に揃った膜であり、単
結晶的Ｐｔ薄膜とは３つの結晶軸が全て揃った膜であ
る。このような電極は、スパッタ蒸着やレーザ蒸着法等
物理的蒸着において、電極が形成される基板温度を４５
０℃以上とすることにより得られるもので、これらのう
ちでも、基板温度を４５０℃以上としたスパッタ蒸着が
望ましい。

【００２６】また、金属薄膜を蒸着する基板としては、
アルミナ、サファイア、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ₃単
結晶、チタン被覆シリコン、または銅（Ｃｕ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、ステンレ
ススティール（ＳＵＳ）薄膜もしくは薄板が望ましい。
特に薄膜との反応性が小さく、安価で硬度が大きく、か
つ金属薄膜の結晶性という点からアルミナ、サファイア
が望ましく、高周波領域における低抵抗化の点で銅（Ｃ
ｕ）薄板または銅（Ｃｕ）薄膜が望ましい。

【００２７】本発明の薄膜コンデンサは、例えば、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｐｄ等を基板上にスパッタ法、蒸着法、グラ
ビア印刷等の手法により成膜して下部電極を形成し、こ
の下部電極膜の表面に、上記誘電体膜を上記方法で成膜
して形成し、この後に誘電体薄膜表面に下部電極と同様
にして上部電極を成膜することにより得られる。また、
積層コンデンサは誘電体膜と電極とを交互に積層するこ
とにより得られる。

【００２８】本発明の誘電体薄膜は、例えば、以下のよ
うにして作製される。先ず、塗布溶液としてＰｂ、Ｍ
ｇ、Ｎｂ、およびＳｎの有機金属化合物が均一に溶解し
た前駆体溶液を調製する。

【００２９】次に、Ｍｇ、及びＮｂ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、Ｎｂ化合物をＭｇ：Ｎｂ＝ｂ：２（１≦ｂ≦
１．１５）のモル比でＲ₁ＯＨ、Ｒ₂ＯＣ₂Ｈ₄ＯＨ、
Ｒ₃ＣＯＯＨ（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、所定の操
作を行い、ＩＲスペクトルにおいて６５６ｃｍ^-1付近に
吸収を有し、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−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合
アルコキシド分子を合成する。

【００３０】ＩＲスペクトルにおいて６５６ｃｍ^-1付近
に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を得るに
は、以下のような方法がある。

【００３１】第１の方法として、ＭｇおよびＮｂのアル
コキシド原料を溶媒に混合し、溶媒の沸点まで溶液の温
度を上昇させ、例えば酸等の触媒の共存下で還流操作を
行うことにより、分子内での脱エーテル反応を促進する
方法。

【００３２】第２の方法として、上記のようにＭｇおよ
びＮｂのアルコキシド原料を溶媒に混合し、溶媒の沸点
まで溶液の温度を上昇させ、還流操作による複合化を行
った後、無水酢酸、エタノールアミン、アセチルアセト
ン等に代表される安定化剤を添加する方法。

【００３３】第３の方法として、Ｍｇのカルボン酸塩と
Ｎｂのアルコキシドとの還流操作により、分子内での脱
エステル反応を促進する方法。

【００３４】第４の方法として、Ｍｇの水酸化物とＮｂ
のアルコキシド、あるいはＭｇのアルコキシドとＮｂの
水酸化物の還流操作により、分子内での脱アルコール反
応を促進する方法。

【００３５】第５の方法として、鉛前駆体の求核性を小
さくする為、前述の無水酢酸，エタノールアミン、アセ
チルアセトン等の安定化剤を添加する方法。

【００３６】以上のいずれかの手法を用いる事により、
他の求核性有機金属化合物の存在下においても安定なＭ
ｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシド分
子を合成できる。これらのうちでも、第２の還流操作後
に安定化剤を添加する方法が最も望ましい。

【００３７】また、合成した上記ＭｇＮｂ複合アルコキ
シド溶液に水と溶媒の混合溶液を適下し、部分加水分解
を行い、前述のＭｇＮｂ複合アルコキシドが重縮合した
ＭｇＮｂゾルを形成させる。部分加水分解とは、分子内
のアルコキシル基の一部を水酸基と置換し、置換された
分子内での脱水、あるいは脱アルコール反応により、重
縮合させる方法である。

【００３８】次に、鉛（Ｐｂ）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種の鉛化合物を
Ｒ₁ＯＨ、Ｒ₂ＯＣ₂Ｈ₄ＯＨ、Ｒ₃ＣＯＯＨ（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。この時、鉛化合物が結晶水を含む場合に
は、作製したＰｂ前駆体溶液中に水が存在しないように
脱水処理する。

【００３９】作製したＰｂ前駆体溶液とＭｇＮｂ複合ア
ルコキシド溶液、あるいはＭｇＮｂゾルをＰｂ：（Ｍｇ
＋Ｎｂ）＝ａ：（ｂ＋２）／３（１≦ａ≦１．１０、１
≦ｂ≦１．１５）のモル比で混合し、ＰＭＮ前駆体溶液
とする。

【００４０】Ｓｎの有機酸塩、アルコキシド等から選択
される１種のＳｎ化合物と前述したＰｂ前駆体溶液とを
Ｐｂ：Ｓｎ＝ａ：１（１≦ａ≦１．１０）のモル比で混
合した後、還流操作を行いＰＳ前駆体溶液を合成する。

【００４１】前述のＰＭＮ前駆体溶液とＰＳ前駆体溶液
をモル比でＰＭＮ：ＰＳ＝（１−ｘ）：ｘとなる様に混
合し、（１−ｘ）ＰＭＮ−ｘＰＳ前駆体溶液とする。

【００４２】または、Ｓｎの有機酸塩、アルコキシド等
から選択される１種のＳｎ化合物をＲ₁ＯＨ、Ｒ₂ＯＣ
₂Ｈ₄ＯＨ、Ｒ₃ＣＯＯＨ（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し、Ｓｎ溶
液を作製する。作製したＳｎ溶液をＭｇＮｂ複合アルコ
キシド溶液、あるいはＭｇＮｂゾルと混合した後、アセ
チルアセトン等のキレート剤をＭｇ−Ｎｂ−Ｓｎ溶液の
金属量の０．５倍量以上加え、混合する。

【００４３】作製したＰｂ前駆体溶液もしくは酢酸Ｐｂ
・３水和物のような鉛（Ｐｂ）の有機酸塩と混合し、
（１−ｘ）ＰＭＮ−ｘＰＳ前駆体溶液とする。

【００４４】作製した塗布溶液を基板上にスピンコート
法，ディップコート法，スプレー法等の手法により、成
膜する。

【００４５】成膜後、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。１回の膜厚は０．１μｍ以下が望ましい。

【００４６】成膜−熱処理を所定の膜厚になるまで繰り
返した後、７５０℃〜８５０℃で焼成を行い、本発明の
結晶質の誘電体薄膜が作製される。得られた誘電体薄膜
の膜厚は２μｍ以下であるが、これより厚くなると工程
数が増加し、また、コンデンサを構成した場合、容量が
小さくなるからである。

【００４７】

【実施例】ＭｇエトキシドとＮｂエトキシドを１．０
５：２のモル比で秤量し、２−メトキシエタノール中で
還流操作（１２４℃で１７時間）を行い、１Ｍ（ｍｏｌ
／ｌ）濃度のＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液を合成し
た。ＩＲスペクトルにおいて、６５６ｃｍ^-1付近にＭｇ
−Ｏ−Ｎｂ結合による吸収が見られた。次にＳｎプロポ
キシドを２−メトキシエタノールに室温で溶解し、１Ｍ
濃度のＳｎ溶液を作製した。１Ｍ濃度のＳｎ溶液を、Ｍ
ｇＮｂ複合アルコキシド溶液に、（Ｍｇ＋Ｎｂ）：Ｓｎ
＝１−ｘ：ｘの比率で混合し、その後、アセチルアセト
ンをＭｇ−Ｎｂ−Ｓｎ溶液の全金属量の１倍量添加後、
室温で１０分間撹拌し、安定化させた。酢酸鉛・３水和
物と２−メトキシエタノールをＭｇ−Ｎｂ−Ｓｎ溶液に
Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ＋Ｓｎ）＝１．０５：〔３．０５／
３（１−ｘ）＋ｘ〕となるように混合し、１時間室温で
撹拌する事により、１Ｍ濃度のＰｂ_1.05（Ｍｇ_1.05/3Ｎ
ｂ_2/ ₃）_1-xＳｎ_xＯ₃（ｘ＝０．０２、０．０５、
０．１、０．１５）前駆体溶液を合成した。

【００４８】電極となるＰｔ（１１１）が６５０℃でス
パッタ蒸着されたサファイア単結晶基板上の上記Ｐｔ電
極の表面に、前記塗布溶液をスピンコーターで塗布し、
乾燥させた後、３００℃で熱処理を１分間行い、ゲル膜
を作製した。塗布溶液の塗布−熱処理の操作を１０回繰
り返した後、８４０℃で０．５分間（大気中）の急速昇
温焼成を行い、膜厚０．７０μｍのＰｂ_1.05（Ｍｇ
_1.05/3Ｎｂ_2/3）_1-xＳｎ_xＯ₃薄膜を得た。得られた
薄膜のＸ線回折結果より、ペロブスカイト生成率を計算
すると約９８％であった。

【００４９】作製した０．７０μｍ膜厚の薄膜表面に直
径０．２ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形成し、薄
膜コンデンサを作製した後、５００℃で１０分間熱処理
した。ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２
８４Ａ）を用いて、２５℃、１ｋＨｚ（ＡＣ１００ｍ
Ｖ）の条件で比誘電率、誘電損失を求めた。

【００５０】さらに、ＤＣバイアス特性を、室温におい
て電圧を印加しない場合の比誘電率Ｋ₀、直流電界３Ｖ
／μｍの電圧を印加したときの比誘電率Ｋ₁とした時
に、（Ｋ₀−Ｋ₁）／Ｋ₀×１００で求めた。

【００５１】また、誘電体薄膜の平面方向の任意の断面
の組織を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観測したと
ころ、結晶粒子は円盤状をなしていることを確認した。
また、その円盤状の結晶粒子の平均粒径を、平面方向の
断面のＳＥＭ写真（５００００倍または１００００倍）
に、長さＬ（７．５ｃｍ）の直線を引き、粒界との交点
Ｎを求め、これからＬ／Ｎの式により求めた（コード
法）。

【００５２】次に、作製した０．７０μｍ膜厚の膜の表
面に直径０．０５ｍｍの金電極をスパッタ蒸着により形
成し、薄膜コンデンサを作製した後、５００℃で１０分
間熱処理した。この薄膜コンデンサについて、インピー
ダンスアナライザ（ヒュウレットパッカード社製ＨＰ４
２９１Ａ，フィクスチャーＨＰ１６０９２Ａ）およびマ
イクロプローブを用いて１ＭＨｚ〜１．８ＧＨｚにおけ
る特性評価をおこなった。インピーダンスー周波数特性
の測定により、１００ＭＨｚにおける等価直列容量を評
価し、比誘電率を求めた。これらの結果を表１の試料Ｎ
o.１〜４に記載した。

【００５３】

【表１】

【００５４】この表１の試料Ｎo.１〜４から判るよう
に、本発明の誘電体薄膜は、１ＫＨｚおよび１００ＭＨ
ｚにおいて１０００以上の高誘電率を有するのに対し
て、比較例では１ＫＨｚにおける比誘電率が低いことが
判る。

【００５５】また、ＭｇエトキシドとＮｂエトキシドの
比をｂ（０．９〜１．２）：２とし、ＭｇＮｂ複合アル
コキシド溶液を合成し、酢酸鉛・３水和物と２−メトキ
シエタノールをＭｇ−Ｎｂ溶液にＰｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）
＝ａ（０．９〜１．２）：〔ｂ（０．９〜１．２）＋
２〕（１−ｘ）／３となるように混合し、膜厚を表１に
示す厚みとする以外は、上記と同様に誘電体薄膜を作製
し、また、上記と同様にして特性を測定した。その結果
も表１の試料Ｎo.５〜１２に記載した。誘電体薄膜の平
面方向の任意の断面の組織を、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）にて観測したところ、結晶粒子は円盤状をなしてい
ることを確認した。

【００５６】この表１の試料Ｎo.５〜１２から、本発明
の誘電体薄膜は、１００ＭＨｚにおいて２０００以上の
高誘電率を有し、また、３Ｖ／μｍの電界に対する比誘
電率の変化は、３０％未満の低下であるの対して、比較
例ではいずれも１００ＭＨｚにおける比誘電率が１００
０よりも低いことが判る。

【００５７】尚、表１の試料Ｎo.２の作製において、焼
成温度が７８０℃、８１０℃、８４０℃で０．５分間急
速昇温焼成する以外は全く同様にして誘電体薄膜を作製
し、コンデンサを作製した。これらの試料について、上
記と同様にして１ｋＨｚまたは１００ＭＨｚにおける比
誘電率を測定した。また、誘電体薄膜の平面方向の任意
の断面の組織を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観測
したところ、結晶粒子は円盤状をなしていることを確認
した。また、その円盤状の結晶粒子の平均粒径を、上記
と同様にして求めた。これらの結果を表２に示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】この表２から、円盤状結晶の平均粒径が
０．６μｍ以上と大きくなるにつれて比誘電率が向上す
ることが判る。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の誘電体薄
膜は、ＤＣバイアス特性、温度特性が優れているうえ
に、１００ＭＨｚの様な高周波においても比誘電率が大
きい為、素子の小型化を図ることができるとともに、Ｉ
Ｃまわりのデカップリングコンデンサ等の高周波で用い
られるコンデンサとして広く適用できる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属元素としてＰｂ、Ｍｇ、ＮｂおよびＳ
ｎを含むペロブスカイト型複合酸化物からなる膜厚２μ
ｍ以下のゾルゲル法で作製された誘電体薄膜であって、
前記金属元素酸化物のモル比による組成式を（１−ｘ）Ｐｂ_a（Ｍｇ_b/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃・ｘＰｂ_aＳｎ
Ｏ₃と表した時、前記ｘ、ａおよびｂが０＜ｘ≦０．１０１≦ａ≦１．１０１≦ｂ≦１．１５を満足するとともに、測定周波数１ｋＨｚ（室温）にお
ける比誘電率が１０００以上であり、かつ、測定周波数
１００ＭＨｚ（室温）における比誘電率が１０００以上
であることを特徴とする誘電体薄膜。
【請求項２】結晶粒子の形状が円盤状であり、該円盤状
の結晶粒子の平均粒径が０．６μｍ以上であることを特
徴とする請求項１記載の誘電体薄膜。
【請求項３】請求項１記載の誘電体薄膜の両面に一対の
電極を対向して形成してなることを特徴とする薄膜コン
デンサ。