JP3440514B2 - ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法 - Google Patents
ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JP3440514B2 JP3440514B2 JP28805593A JP28805593A JP3440514B2 JP 3440514 B2 JP3440514 B2 JP 3440514B2 JP 28805593 A JP28805593 A JP 28805593A JP 28805593 A JP28805593 A JP 28805593A JP 3440514 B2 JP3440514 B2 JP 3440514B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- metal
- metal titanate
- sol
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5041—Titanium oxide or titanates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゾル−ゲル法による塗
布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法に関する。さらに詳
しくは、チタン酸金属塩焼結体磁器材料において、アル
キレングリコールを基に、優れた誘電特性を有するチタ
ン酸金属塩磁器薄膜材料を合成する方法に関する。本発
明のチタン酸金属塩焼結体磁器薄膜材料は、材料の電気
異方性を必要とする強誘電体、圧電素子、焦電体、超音
波振動子、超音波発振子あるいはコンデンサなどの電気
部品の用途に利用できる。
布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法に関する。さらに詳
しくは、チタン酸金属塩焼結体磁器材料において、アル
キレングリコールを基に、優れた誘電特性を有するチタ
ン酸金属塩磁器薄膜材料を合成する方法に関する。本発
明のチタン酸金属塩焼結体磁器薄膜材料は、材料の電気
異方性を必要とする強誘電体、圧電素子、焦電体、超音
波振動子、超音波発振子あるいはコンデンサなどの電気
部品の用途に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるアルコキシド法によって金属の
塩とアルキレングリコールとの反応物からチタン酸金属
塩薄膜を得ようとする試みは、例えば、酢酸鉛三水和物
をエタノールに溶解して金属アルコキシドの一種である
鉛エトキシドを作製し、チタンイソプロポキシドを先に
作製した鉛エトキシドに過剰のエタノールとともに加
え、撹拌・還流を行う事によって、鉛、チタンのダブル
アルコキシドを合成した後、これに水を加え、加水分解
によって反応液をゲル化せしめ、このゲルを基板上に薄
く塗布し、５００〜６００℃の温度で熱処理するもので
ある。
塩とアルキレングリコールとの反応物からチタン酸金属
塩薄膜を得ようとする試みは、例えば、酢酸鉛三水和物
をエタノールに溶解して金属アルコキシドの一種である
鉛エトキシドを作製し、チタンイソプロポキシドを先に
作製した鉛エトキシドに過剰のエタノールとともに加
え、撹拌・還流を行う事によって、鉛、チタンのダブル
アルコキシドを合成した後、これに水を加え、加水分解
によって反応液をゲル化せしめ、このゲルを基板上に薄
く塗布し、５００〜６００℃の温度で熱処理するもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で薄膜を形成する場合は、熱処理工程の際に薄膜にク
ラックが発生し、薄膜が基板から剥離するという問題点
がある。
法で薄膜を形成する場合は、熱処理工程の際に薄膜にク
ラックが発生し、薄膜が基板から剥離するという問題点
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究した結果、金属塩化合物とＴｉ
Ｃｌ4を、アルキレングリコールと反応させ、この反応
生成物を基材上に塗布し、熱処理することにより、クラ
ックの発生や基板からの剥離のない良好な薄膜が得られ
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
解決するために鋭意研究した結果、金属塩化合物とＴｉ
Ｃｌ4を、アルキレングリコールと反応させ、この反応
生成物を基材上に塗布し、熱処理することにより、クラ
ックの発生や基板からの剥離のない良好な薄膜が得られ
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】すなわち、本発明は、
（１）一般式ＭＣｌ２（式中、Ｍは２価の金属イオンを
示す。）で表される金属塩化物とＴｉＣｌ４を、溶媒の
アルキレングリコールと混合・反応させ、得られたアル
コキシド溶液中に基板をディッピング、あるいは基板上
にスピンキャスティングし、熱処理することを特徴とす
るチタン酸金属塩薄膜の製造方法、 （２）Ｍがバリウム、ストロンチウム、カルシウム、マ
グネシウム、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛およびカド
ミウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イ
オンである上記（１）記載の製造方法、 （３）金属塩化物とアルキレングリコールの混合比が、
モル比で１：３０〜１：４０である上記（１）記載の製
造方法、および （４）混合・反応を４０〜８５℃で行う上記（１）記載
の製造方法に関する。
示す。）で表される金属塩化物とＴｉＣｌ４を、溶媒の
アルキレングリコールと混合・反応させ、得られたアル
コキシド溶液中に基板をディッピング、あるいは基板上
にスピンキャスティングし、熱処理することを特徴とす
るチタン酸金属塩薄膜の製造方法、 （２）Ｍがバリウム、ストロンチウム、カルシウム、マ
グネシウム、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛およびカド
ミウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イ
オンである上記（１）記載の製造方法、 （３）金属塩化物とアルキレングリコールの混合比が、
モル比で１：３０〜１：４０である上記（１）記載の製
造方法、および （４）混合・反応を４０〜８５℃で行う上記（１）記載
の製造方法に関する。
【０００６】本発明において使用される一般式ＭＣｌ2
で表される金属塩化物のＭは、２価の金属イオンを示
し、該塩化物中、Ｍは単一の金属イオンであっても、２
種以上の金属イオンが混在していてもよい。特に、Ｍは
バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウ
ム、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛およびカドミウムよ
りなる群の少なくとも１種以上の金属イオンであること
が好ましい。また、この金属塩化物以外に、ＴｉＣｌ4
で表されるチタンの塩化物を同時に添加する。この添加
量は、ＭＣｌ2で表される金属塩化物に対して、通常１.
０〜２.５倍モルである。
で表される金属塩化物のＭは、２価の金属イオンを示
し、該塩化物中、Ｍは単一の金属イオンであっても、２
種以上の金属イオンが混在していてもよい。特に、Ｍは
バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウ
ム、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛およびカドミウムよ
りなる群の少なくとも１種以上の金属イオンであること
が好ましい。また、この金属塩化物以外に、ＴｉＣｌ4
で表されるチタンの塩化物を同時に添加する。この添加
量は、ＭＣｌ2で表される金属塩化物に対して、通常１.
０〜２.５倍モルである。
【０００７】また、溶媒として用いる、アルキレングリ
コールとしては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、１,２−ブタジオール、１,３−ブタジオールな
どがある。この金属塩化物とチタンの塩化物をアルキレ
ングリコールに溶解し、アルキレングリコラートとす
る。この時の該金属塩化物とアルキレングリコールの混
合比は、モル比で１：１０〜１：５０、好ましくは１：
３０〜１：４０の範囲がよい。
コールとしては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、１,２−ブタジオール、１,３−ブタジオールな
どがある。この金属塩化物とチタンの塩化物をアルキレ
ングリコールに溶解し、アルキレングリコラートとす
る。この時の該金属塩化物とアルキレングリコールの混
合比は、モル比で１：１０〜１：５０、好ましくは１：
３０〜１：４０の範囲がよい。
【０００８】次にこの溶液を室温〜９０℃、好ましくは
４０〜８５℃に保って、混合・撹拌を行う。この際、コ
ンデンサを使用し還流を行う。加熱混合時間は、通常、
５〜１５時間とする。次に所定時間反応させた反応液を
室温に冷却する。薄膜を形成させる場合は、これを基材
である基板等にスピンキャスティング、あるいはディッ
ピング法等の塗布法により、薄く塗布し乾燥した後、熱
処理する。基板には、通常ガラス板、耐熱ガラス、シリ
コンウエハ、ステンレス板などが用いられるが比較的親
水性のものが望ましい。反応液の塗布厚さは、乾燥前で
０.３〜０.８μｍ程度である。乾燥後得られた膜は、
０.１〜０.３μｍと塗布時より減少する。これは塗布物
中に存在する溶媒分、反応物の一部が逸散するためであ
る。この様にして得られたチタン酸金属塩薄膜はクラッ
クや剥離が発生しない。また、この製造方法にあって
は、一般式ＭＣｌ２で表される金属塩化物の混合比を変
えるだけで、薄膜中の金属酸化物の濃度を制御でき、薄
膜の特性を容易に変化させる事が出来る。
４０〜８５℃に保って、混合・撹拌を行う。この際、コ
ンデンサを使用し還流を行う。加熱混合時間は、通常、
５〜１５時間とする。次に所定時間反応させた反応液を
室温に冷却する。薄膜を形成させる場合は、これを基材
である基板等にスピンキャスティング、あるいはディッ
ピング法等の塗布法により、薄く塗布し乾燥した後、熱
処理する。基板には、通常ガラス板、耐熱ガラス、シリ
コンウエハ、ステンレス板などが用いられるが比較的親
水性のものが望ましい。反応液の塗布厚さは、乾燥前で
０.３〜０.８μｍ程度である。乾燥後得られた膜は、
０.１〜０.３μｍと塗布時より減少する。これは塗布物
中に存在する溶媒分、反応物の一部が逸散するためであ
る。この様にして得られたチタン酸金属塩薄膜はクラッ
クや剥離が発生しない。また、この製造方法にあって
は、一般式ＭＣｌ２で表される金属塩化物の混合比を変
えるだけで、薄膜中の金属酸化物の濃度を制御でき、薄
膜の特性を容易に変化させる事が出来る。
【０００９】
【実施例】以下、実施例により薄膜の形成法を具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。 実施例１ 塩化鉛３ｇをエチレングリコール８０ｍｌに溶解し、こ
の溶液に塩化チタン２ｇを加え、８０℃で還流下、１０
時間、撹拌・反応させた。この反応溶液を室温に冷却し
た後、スライドガラス上にスピンキャスティングにより
塗布し、室温で風乾後、５５０℃の温度で、熱処理を行
った。乾燥後の膜の厚さは、０.５μｍであった。得ら
れた薄膜にはクラック、割れ等は認められず、スライド
ガラスからの剥離もなく平滑で、やや黄褐色を有する透
明薄膜であった。
説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。 実施例１ 塩化鉛３ｇをエチレングリコール８０ｍｌに溶解し、こ
の溶液に塩化チタン２ｇを加え、８０℃で還流下、１０
時間、撹拌・反応させた。この反応溶液を室温に冷却し
た後、スライドガラス上にスピンキャスティングにより
塗布し、室温で風乾後、５５０℃の温度で、熱処理を行
った。乾燥後の膜の厚さは、０.５μｍであった。得ら
れた薄膜にはクラック、割れ等は認められず、スライド
ガラスからの剥離もなく平滑で、やや黄褐色を有する透
明薄膜であった。
【００１０】
【発明の効果】アルキレングリコールを溶媒として使用
して熱処理後得られた本発明の薄膜上には、クラック割
れ等は認められず、また、基板からの剥離もない。
して熱処理後得られた本発明の薄膜上には、クラック割
れ等は認められず、また、基板からの剥離もない。
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式ＭＣｌ２（式中、Ｍは２価の金属
イオンを示す。）で表される金属塩化物とＴｉＣｌ
４を、溶媒のアルキレングリコールと混合・反応させ、
得られたアルコキシド溶液中に基板をディッピング、あ
るいは基板上にスピンキャスティングし、熱処理するこ
とを特徴とするチタン酸金属塩薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 Ｍがバリウム、ストロンチウム、カルシ
ウム、マグネシウム、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛お
よびカドミウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の金属イオンである請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 金属塩化物とアルキレングリコールの混
合比が、モル比で１：３０〜１：４０である請求項１記
載の製造方法。 - 【請求項４】 混合・反応を４０〜８５℃で行う請求項
１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28805593A JP3440514B2 (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28805593A JP3440514B2 (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138024A JPH07138024A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3440514B2 true JP3440514B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=17725261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28805593A Expired - Fee Related JP3440514B2 (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440514B2 (ja) |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP28805593A patent/JP3440514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07138024A (ja) | 1995-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0621392A (ja) | 半導体デバイスを作成する方法 | |
| JP4146533B2 (ja) | 強誘電体膜形成用溶液および強誘電体膜の形成法 | |
| JPH04506791A (ja) | ゾル・ゲル処理による薄膜セラミックの製造 | |
| JPH1149565A (ja) | セラミック粉末の製造方法 | |
| Sriprang et al. | Processing and Sol Chemistry of a Triol‐Based Sol–Gel Route for Preparing Lead Zirconate Titanate Thin Films | |
| JP3440514B2 (ja) | ゾル−ゲル法による塗布型チタン酸金属塩薄膜の製造方法 | |
| JP2002293623A (ja) | チタン酸ジルコン酸鉛系複合ペロブスカイト膜の形成方法 | |
| JP3457892B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP2007126354A (ja) | 高誘電性薄膜用コーティング溶液及びこれを用いた誘電薄膜の製造方法、並びにこの製造方法により製造される誘電薄膜およびこの誘電薄膜を含むエンベッディドキャパシタ | |
| JP3456305B2 (ja) | Ｂａ１−ｘＳｒｘＴｉＯ３薄膜形成用組成物 | |
| JP3561123B2 (ja) | 誘電体薄膜およびその製法 | |
| JP3446461B2 (ja) | Ｂａ１−ｘＳｒｘＴｉｙＯ３薄膜形成用組成物、Ｂａ１−ｘＳｒｘＴｉｙＯ３薄膜の形成方法及び薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JP2996776B2 (ja) | チタン酸ジルコン酸鉛の製造方法 | |
| JP4253970B2 (ja) | Ｐｚｔ系結晶膜およびその製造方法 | |
| JP3512601B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3485417B2 (ja) | 誘電体薄膜の製法 | |
| JP3040004B2 (ja) | 鉛系複合ペロブスカイト型酸化物薄膜の製造方法 | |
| JPH08133730A (ja) | ＰｂＴｉＯ３配向膜の製造方法 | |
| JPH01253113A (ja) | 薄膜状誘電体及びその製造方法 | |
| JP3168299B2 (ja) | 誘電体薄膜及びその製造方法 | |
| JP3161825B2 (ja) | 鉛系複合ペロブスカイト型酸化物薄膜の製造方法 | |
| JP3652074B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3411201B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3116428B2 (ja) | 薄膜誘電体およびその製造方法 | |
| JPH09202621A (ja) | 誘電体薄膜およびその製法並びに薄膜コンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080620 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100620 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |