JP3485417B2 - 誘電体薄膜の製法 - Google Patents
誘電体薄膜の製法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゾルゲル法により作
製された誘電体薄膜の製法に関するものである。
製された誘電体薄膜の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】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（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （以下Ｐ
ＭＮという）は室温で大きな比誘電率、良好な温度特性
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。
ト酸化物、特にＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （以下Ｐ
ＭＮという）は室温で大きな比誘電率、良好な温度特性
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。このため、固相焼結法では、ＭｇＮｂ酸化物（Ｍｇ
Ｎｂ2 Ｏ6 ）とＰｂ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。
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。このため、固相焼結法では、ＭｇＮｂ酸化物（Ｍｇ
Ｎｂ2 Ｏ6 ）とＰｂ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。
【０００４】一方、近年、電子機器の小型化に伴い、電
子部品の小型化，薄膜化が要求されており、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
及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６−５
７４３７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ＰＭＮ薄膜を得るのが困難であった。
子部品の小型化，薄膜化が要求されており、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
及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６−５
７４３７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ＰＭＮ薄膜を得るのが困難であった。
【０００５】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）やシーディング法（特開平６−５７４３７号公報）
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。
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）やシーディング法（特開平６−５７４３７号公報）
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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
比誘電率がせいぜい２０００程度と低く、ＰＭＮ本来の
特性が発揮されていないのが現状であった。
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
比誘電率がせいぜい２０００程度と低く、ＰＭＮ本来の
特性が発揮されていないのが現状であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
の解決方法を鋭意検討した結果、ゾルゲル法によるＰＭ
Ｎ薄膜の合成の際、他の求核性を有する有機金属化合物
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ＭｇＮｂ前駆体として
用いること、或いはこのＭｇＮｂ複合アルコキシド分子
を部分的に加水分解したゾルをＭｇＮｂ前駆体として用
いることにより、室温での比誘電率が２５００以上のＰ
ＭＮ薄膜を作製でき、さらにこれを用いて薄膜コンデン
サとして使用可能であることを見い出した。
の解決方法を鋭意検討した結果、ゾルゲル法によるＰＭ
Ｎ薄膜の合成の際、他の求核性を有する有機金属化合物
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ＭｇＮｂ前駆体として
用いること、或いはこのＭｇＮｂ複合アルコキシド分子
を部分的に加水分解したゾルをＭｇＮｂ前駆体として用
いることにより、室温での比誘電率が２５００以上のＰ
ＭＮ薄膜を作製でき、さらにこれを用いて薄膜コンデン
サとして使用可能であることを見い出した。
【０００８】
【０００９】本発明は、ゾルゲル法により調製されたＰ
ｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3前駆体溶液を塗布し、焼成す
る誘電体薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルにおいて、
６５８ｃｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドからなるＭｇＮｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液と
を混合して合成することにより得られる。ここで、Ｍｇ
Ｎｂ複合アルコキシドは、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合成されることが望ま
しい。
ｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3前駆体溶液を塗布し、焼成す
る誘電体薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルにおいて、
６５８ｃｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドからなるＭｇＮｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液と
を混合して合成することにより得られる。ここで、Ｍｇ
Ｎｂ複合アルコキシドは、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合成されることが望ま
しい。
【００１０】また、ゾルゲル法により調製されたＰｂ
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を塗布し、焼成す
る誘電体薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルおいて、
６５８ｃｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドを部分的に加水分解して得られたＭｇＮｂゾルから
なるＭｇＮｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液とを混合し
て合成することにより得られる。ここで、ＭｇＮｂ複合
アルコキシドは、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合成されることが望ましい。
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を塗布し、焼成す
る誘電体薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルおいて、
６５８ｃｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドを部分的に加水分解して得られたＭｇＮｂゾルから
なるＭｇＮｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液とを混合し
て合成することにより得られる。ここで、ＭｇＮｂ複合
アルコキシドは、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合成されることが望ましい。
【００１１】
【作用】従来の方法で得られるＭｇＮｂ複合アルコキシ
ド分子は、Ｍｇ〔Ｎｂ（ＯＲ）6 〕2 で示され、Ｍｇと
Ｎｂの複合化はアルコキシ基の配位結合によることが知
られている。しかしながら、配位結合によるＭｇＮｂ複
合アルコキシド分子に酢酸鉛等の求核性有機金属化合物
を混合すると、複合化が崩れ不安定であることが報告さ
れている（日本セラミックス協会誌，１０２〔４〕Ｐ３
９３〜３９６（１９９４））。
ド分子は、Ｍｇ〔Ｎｂ（ＯＲ）6 〕2 で示され、Ｍｇと
Ｎｂの複合化はアルコキシ基の配位結合によることが知
られている。しかしながら、配位結合によるＭｇＮｂ複
合アルコキシド分子に酢酸鉛等の求核性有機金属化合物
を混合すると、複合化が崩れ不安定であることが報告さ
れている（日本セラミックス協会誌，１０２〔４〕Ｐ３
９３〜３９６（１９９４））。
【００１２】本発明では、ＭｇＮｂ複合アルコキシド分
子を合成する際、Ｍｇ及びＮｂの金属化合物間の反応促
進、及び複合アルコキシド分子を安定化する手法を用
い、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−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドを合成させ、このＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を
含む溶液とＰｂ前駆体溶液とを混合してＰｂ（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を合成する点に特徴があり、
この様な手法で得られたＭｇＮｂ前駆体溶液は、赤外吸
収スペクトル（以下ＩＲスペクトル）において、６５８
ｃｍ-1付近に吸収を有し、溶液の段階で既にコランバイ
ト（ＭｇＮｂ2 Ｏ6 ）に近い構造を持つ、強固なＭｇ−
Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシド分子が
形成されているため、他の求核性有機金属化合物（例え
ば酢酸鉛）に対して安定であり、Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂ結合が
破壊されることなく、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前
駆体を形成し、膜厚が２μｍ以下で室温での比誘電率が
２５００以上の高い誘電率を有するＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 薄膜が作製される。この作用効果は、特に、
Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流操作
により合成されたＭｇＮｂ複合アルコキシドを用いた場
合に顕著であり、比誘電率および誘電損失をさらに向上
することができる。
子を合成する際、Ｍｇ及びＮｂの金属化合物間の反応促
進、及び複合アルコキシド分子を安定化する手法を用
い、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−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキ
シドを合成させ、このＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を
含む溶液とＰｂ前駆体溶液とを混合してＰｂ（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を合成する点に特徴があり、
この様な手法で得られたＭｇＮｂ前駆体溶液は、赤外吸
収スペクトル（以下ＩＲスペクトル）において、６５８
ｃｍ-1付近に吸収を有し、溶液の段階で既にコランバイ
ト（ＭｇＮｂ2 Ｏ6 ）に近い構造を持つ、強固なＭｇ−
Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシド分子が
形成されているため、他の求核性有機金属化合物（例え
ば酢酸鉛）に対して安定であり、Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂ結合が
破壊されることなく、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前
駆体を形成し、膜厚が２μｍ以下で室温での比誘電率が
２５００以上の高い誘電率を有するＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 薄膜が作製される。この作用効果は、特に、
Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流操作
により合成されたＭｇＮｂ複合アルコキシドを用いた場
合に顕著であり、比誘電率および誘電損失をさらに向上
することができる。
【００１３】即ち、ＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を合
成する際、Ｍｇのカルボン酸塩を原料として使用し、Ｎ
ｂのアルコキシドとの還流操作により、カルボン酸塩と
アルコキシド間のエステル脱離反応を促進することによ
って、赤外吸収スペクトルにおいて、６５８ｃｍ-1付近
にＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシ
ド分子を合成し、このＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を
含む溶液とＰｂ前駆体溶液とを混合してＰｂ（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を合成することが望ましい。
成する際、Ｍｇのカルボン酸塩を原料として使用し、Ｎ
ｂのアルコキシドとの還流操作により、カルボン酸塩と
アルコキシド間のエステル脱離反応を促進することによ
って、赤外吸収スペクトルにおいて、６５８ｃｍ-1付近
にＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシ
ド分子を合成し、このＭｇＮｂ複合アルコキシド分子を
含む溶液とＰｂ前駆体溶液とを混合してＰｂ（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体溶液を合成することが望ましい。
【００１４】前述のＭｇのカルボン酸塩（酢酸Ｍｇ）と
Ｎｂアルコキシドとの還流操作によっておこる反応を下
記化１に示す。
Ｎｂアルコキシドとの還流操作によっておこる反応を下
記化１に示す。
【００１５】
【化１】
【００１６】上記化１に示される様に、酢酸Ｍｇの酢酸
基とＮｂアルコキシドのアルコキシ基が反応し、エステ
ルを形成し、複合体分子内から脱離することによって、
Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂの結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシ
ド分子を得ることができる。
基とＮｂアルコキシドのアルコキシ基が反応し、エステ
ルを形成し、複合体分子内から脱離することによって、
Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂの結合を有するＭｇＮｂ複合アルコキシ
ド分子を得ることができる。
【００１７】複合体の合成は、赤外吸収（以下ＩＲ）ス
ペクトルから、エステルの生成、ＣＯＯ- の減少、Ｍｇ
−Ｏ−Ｎｂ結合に起因した新たな吸収の発現に着目する
ことにより、確認できる。
ペクトルから、エステルの生成、ＣＯＯ- の減少、Ｍｇ
−Ｏ−Ｎｂ結合に起因した新たな吸収の発現に着目する
ことにより、確認できる。
【００１８】図１に、酢酸Ｍｇ溶液（ａ）、Ｎｂアルコ
キシド溶液（ｂ）、及び還流１時間後のＭｇＮｂ複合体
溶液（ｃ）、還流２４時間後のＭｇＮｂ複合体溶液
（ｄ）、還流４８時間後のＭｇＮｂ複合体溶液（ｅ）、
還流６７時間後のＭｇＮｂ複合体溶液（ｆ）のＩＲスペ
クトルを示す。酢酸Ｍｇ溶液（ａ）のＩＲスペクトルに
おいて、６６９cm-1付近にＭｇ−ＯＯＣＣＨ3 （Ｍｇ−
ＯＡｃ）、１４５０cm-1、１５５０cm-1付近にＣＯＯ-
の吸収、Ｎｂアルコキシド溶液（ｂ）のＩＲスペクトル
において、５８０cm-1付近にＮｂ−Ｏの吸収が存在して
おり、原料固有の吸収がみられる。（ｃ）から（ｆ）の
ように還流時間が増加すると、１４５０cm-1、１５５０
cm-1のＣＯＯ- の吸収が減少すると共に、１７４０cm-1
にエステルの吸収が発現し、また６５６cm-1付近に新た
な吸収が発現する。このＩＲスペクトルの変化から、還
流時間の増加と共に、上記化１の反応が進行しているの
がわかる。つまり、６５６cm-1付近に現れた新たな吸収
はＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合に起因する吸収である。溶液の段
階で既にコランバイト（ＭｇＮｂ2 Ｏ6 ）に近い構造を
持つ、強固なＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合
アルコキシド分子が形成されていることを示している。
キシド溶液（ｂ）、及び還流１時間後のＭｇＮｂ複合体
溶液（ｃ）、還流２４時間後のＭｇＮｂ複合体溶液
（ｄ）、還流４８時間後のＭｇＮｂ複合体溶液（ｅ）、
還流６７時間後のＭｇＮｂ複合体溶液（ｆ）のＩＲスペ
クトルを示す。酢酸Ｍｇ溶液（ａ）のＩＲスペクトルに
おいて、６６９cm-1付近にＭｇ−ＯＯＣＣＨ3 （Ｍｇ−
ＯＡｃ）、１４５０cm-1、１５５０cm-1付近にＣＯＯ-
の吸収、Ｎｂアルコキシド溶液（ｂ）のＩＲスペクトル
において、５８０cm-1付近にＮｂ−Ｏの吸収が存在して
おり、原料固有の吸収がみられる。（ｃ）から（ｆ）の
ように還流時間が増加すると、１４５０cm-1、１５５０
cm-1のＣＯＯ- の吸収が減少すると共に、１７４０cm-1
にエステルの吸収が発現し、また６５６cm-1付近に新た
な吸収が発現する。このＩＲスペクトルの変化から、還
流時間の増加と共に、上記化１の反応が進行しているの
がわかる。つまり、６５６cm-1付近に現れた新たな吸収
はＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合に起因する吸収である。溶液の段
階で既にコランバイト（ＭｇＮｂ2 Ｏ6 ）に近い構造を
持つ、強固なＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合
アルコキシド分子が形成されていることを示している。
【００１９】このため、他の求核性有機金属化合物（例
えば酢酸鉛）に対して安定であり、Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂ結合
が破壊されることなく、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
前駆体が形成される。
えば酢酸鉛）に対して安定であり、Ｍｇ−Ｏ−Ｎｂ結合
が破壊されることなく、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
前駆体が形成される。
【００２０】また、例えば、ＭｇＮｂ複合アルコキシド
溶液に水と溶媒の混合溶液を滴下し、部分的に加水分解
処理することにより、ＭｇＮｂ複合アルコキシドが重縮
合した数ｎｍオーダーのＭｇＮｂゾルが形成され、この
数ｎｍオーダーのＭｇＮｂゾルを含むＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体が形成されているため、膜厚が２μ
ｍ以下で室温での比誘電率が２５００以上の高い誘電率
を有するＰｂ（Ｍｇ1/ 3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜が作製され
る。
溶液に水と溶媒の混合溶液を滴下し、部分的に加水分解
処理することにより、ＭｇＮｂ複合アルコキシドが重縮
合した数ｎｍオーダーのＭｇＮｂゾルが形成され、この
数ｎｍオーダーのＭｇＮｂゾルを含むＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 前駆体が形成されているため、膜厚が２μ
ｍ以下で室温での比誘電率が２５００以上の高い誘電率
を有するＰｂ（Ｍｇ1/ 3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜が作製され
る。
【００２１】そして、このように、膜厚が２μｍ以下で
比誘電率が２５００以上の高い誘電率を有するＰｂ（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜を一対の電極により挟持する
ことにより、高誘電率のコンデンサを得ることができ
る。
比誘電率が２５００以上の高い誘電率を有するＰｂ（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜を一対の電極により挟持する
ことにより、高誘電率のコンデンサを得ることができ
る。
【００２２】
【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Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｂ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。
は、まず塗布溶液としてＰｂ、Ｍｇ、Ｎｂ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。
【００２３】まず鉛（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Ｒ
1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ
2 、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。
コキシドから選択される少なくとも１種の鉛化合物をＲ
1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ
2 、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。
【００２４】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＝１：２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、ＭｇＮｂ複合アルコキシドを合成
する。
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＝１：２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、ＭｇＮｂ複合アルコキシドを合成
する。
【００２５】特に、Ｍｇのカルボン酸塩から選ばれる少
なくとも１種のＭｇ化合物とＮｂのアルコキシドをＭ
ｇ：Ｎｂ＝１：２のモル比でＲ1 ＯＨ、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した後、溶媒の沸
点まで溶液の温度を上昇させ、還流操作を行い、ＭｇＮ
ｂ複合アルコキシドを合成することが、比誘電率向上の
点から望ましい。
なくとも１種のＭｇ化合物とＮｂのアルコキシドをＭ
ｇ：Ｎｂ＝１：２のモル比でＲ1 ＯＨ、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した後、溶媒の沸
点まで溶液の温度を上昇させ、還流操作を行い、ＭｇＮ
ｂ複合アルコキシドを合成することが、比誘電率向上の
点から望ましい。
【００２６】Ｍｇのカルボン酸塩としては、酢酸塩、安
息香酸塩、オレイン酸塩等があるが、Ｎｂアルコキシド
との反応性、残留有機物の問題の点から、炭化水素基の
小さい酢酸塩が望ましい。
息香酸塩、オレイン酸塩等があるが、Ｎｂアルコキシド
との反応性、残留有機物の問題の点から、炭化水素基の
小さい酢酸塩が望ましい。
【００２７】Ｎｂのアルコキシドとしては、メトキシ
ド、エトキシド、イソプロキシド等があるが、特に限定
されるものではない。
ド、エトキシド、イソプロキシド等があるが、特に限定
されるものではない。
【００２８】Ｍｇのカルボン酸塩、例えば、酢酸Ｍｇと
Ｎｂアルコキシドとの還流時間は２４時間以上が特に望
ましく、ＩＲスペクトルにおいて、６５８ｃｍ-1付近に
吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドが合成できれば
よい。蒸留下で反応を促進させてもよい。
Ｎｂアルコキシドとの還流時間は２４時間以上が特に望
ましく、ＩＲスペクトルにおいて、６５８ｃｍ-1付近に
吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドが合成できれば
よい。蒸留下で反応を促進させてもよい。
【００２９】ＩＲスペクトルにおいて、６５８ｃｍ-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事により、分子内での脱エーテル反
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、エタノー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ール反応を促進する。あるい
は逆に鉛前駆体の求核性を小さくする為、前述の安定化
剤を添加する。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Ｍｇ−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。特に、ＭｇＮｂ複合アルコキシド
は、Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流
操作により合成することが望ましい。
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事により、分子内での脱エーテル反
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、エタノー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ール反応を促進する。あるい
は逆に鉛前駆体の求核性を小さくする為、前述の安定化
剤を添加する。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Ｍｇ−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。特に、ＭｇＮｂ複合アルコキシド
は、Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流
操作により合成することが望ましい。
【００３０】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。ＭｇＮｂ複合体の部分加水分解を
行う場合は、還流時間は１時間以上であれば特に限定さ
れない。
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。ＭｇＮｂ複合体の部分加水分解を
行う場合は、還流時間は１時間以上であれば特に限定さ
れない。
【００３１】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）＝１：１のモル比で混合し、塗布溶液とする。
アルコキシド溶液あるいはＭｇＮｂゾルをＰｂ：（Ｍｇ
＋Ｎｂ）＝１：１のモル比で混合し、塗布溶液とする。
【００３２】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。
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。
【００３３】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回の塗布膜厚は０．１μｍ以下が望まし
い。
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回の塗布膜厚は０．１μｍ以下が望まし
い。
【００３４】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
製法により結晶質の誘電体薄膜が作製される。誘電体薄
膜の膜厚は２μｍ以下であるが、これ以上になると工程
数が増加し、また、コンデンサを構成した場合における
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０．３〜１μｍが望ま
しい。
返した後、７５０℃〜８５０℃で焼成を行い、本発明の
製法により結晶質の誘電体薄膜が作製される。誘電体薄
膜の膜厚は２μｍ以下であるが、これ以上になると工程
数が増加し、また、コンデンサを構成した場合における
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０．３〜１μｍが望ま
しい。
【００３５】本発明の誘電体薄膜の製法は、Ｐｂ（Ｍｇ
1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3からなる誘電体薄膜を作製するもので
あるが、少々パイロクロア相が存在する場合がある。
1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3からなる誘電体薄膜を作製するもので
あるが、少々パイロクロア相が存在する場合がある。
【００３６】本発明の誘電体薄膜の製法を用いた薄膜コ
ンデンサは、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｒ等を基板上にス
パッタ法，蒸着法，グラビア印刷法等により成膜して下
部電極を形成し、この下部電極膜の表面に、上記誘電体
薄膜を上記方法で成膜して形成し、この後に誘電体薄膜
の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。
ンデンサは、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｒ等を基板上にス
パッタ法，蒸着法，グラビア印刷法等により成膜して下
部電極を形成し、この下部電極膜の表面に、上記誘電体
薄膜を上記方法で成膜して形成し、この後に誘電体薄膜
の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。
【００３７】
実施例１
ＭｇエトキシドとＮｂエトキシドを１：２のモル比で秤
量し、２−メトキシエタノ−ル中で還流操作（１２４℃
で２４時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
その後、無水酢酸を７．５０ｍｍｏｌ添加し、安定化さ
せた。図２にこの溶液のＩＲスペクトルを示す。６５８
ｃｍ-1付近にＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合による吸収が見られ
た。次に酢酸鉛（無水物）１５ｍｍｏｌと１５０ｍｍｏ
ｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０℃での蒸
留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
量し、２−メトキシエタノ−ル中で還流操作（１２４℃
で２４時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
その後、無水酢酸を７．５０ｍｍｏｌ添加し、安定化さ
せた。図２にこの溶液のＩＲスペクトルを示す。６５８
ｃｍ-1付近にＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合による吸収が見られ
た。次に酢酸鉛（無水物）１５ｍｍｏｌと１５０ｍｍｏ
ｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０℃での蒸
留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
【００３８】ＭｇＮｂ前駆体溶液とＰｂ前駆体溶液をモ
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
【００３９】この溶液の濃度を２−メトキシエタノール
で約３倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５μｍ、１μｍ、２μｍ
のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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
するといずれも約９５％であった。
で約３倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５μｍ、１μｍ、２μｍ
のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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
するといずれも約９５％であった。
【００４０】この薄膜表面に厚み０．２μｍ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、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率、誘電損失を求めた結果、い
ずれの場合も比誘電率が２５００、誘電損失が０．０３
６であった。
スパッタ蒸着により形成し、薄膜コンデンサを作製し、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率、誘電損失を求めた結果、い
ずれの場合も比誘電率が２５００、誘電損失が０．０３
６であった。
【００４１】実施例２
ＭｇエトキシドとＮｂエトキシドを１：２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２４時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
量し、２−メトキシエタノール中で還流操作（１２４℃
で２４時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
【００４２】この溶液に全金属量（Ｍｇ＋Ｎｂ）に対
し、２倍量の水と２−メトキシエタノール、及び無水酢
酸７．５ｍｍｏｌの均一混合溶液を撹拌しながら滴下
し、部分加水分解を行い、ＭｇＮｂゾル溶液を合成し
た。２８℃での溶液粘度は１．８２ｃＰから２．０６ｃ
Ｐに増加しており、加水分解重縮合が起こっている事を
確認した。溶液のＩＲスペクトルを測定した結果、６５
８ｃｍ-1付近に吸収が見られた。
し、２倍量の水と２−メトキシエタノール、及び無水酢
酸７．５ｍｍｏｌの均一混合溶液を撹拌しながら滴下
し、部分加水分解を行い、ＭｇＮｂゾル溶液を合成し
た。２８℃での溶液粘度は１．８２ｃＰから２．０６ｃ
Ｐに増加しており、加水分解重縮合が起こっている事を
確認した。溶液のＩＲスペクトルを測定した結果、６５
８ｃｍ-1付近に吸収が見られた。
【００４３】次に酢酸鉛（無水物）１５ｍｍｏｌと１５
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
【００４４】ＭｇＮｂゾル溶液とＰｂ前駆体溶液とをモ
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
【００４５】この溶液の濃度を２−メトキシエタノール
で約２倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５μｍ、１μｍ、２μｍ
のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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
するといずれも約９５％であった。
で約２倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５μｍ、１μｍ、２μｍ
のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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
するといずれも約９５％であった。
【００４６】この薄膜表面に厚み０．２μｍ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、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率、及び誘電損失を求めたとこ
ろ、比誘電率及び誘電損失はいずれも２８００、０．０
２３であった。
スパッタ蒸着により形成し、薄膜コンデンサを作製し、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率、及び誘電損失を求めたとこ
ろ、比誘電率及び誘電損失はいずれも２８００、０．０
２３であった。
【００４７】実施例３
酢酸Ｍｇ４水和物４．９５ｍｍｏｌを溶媒の２−メトキ
シエタノール中に混合した。混合後、１２５℃まで加熱
し、溶媒との共沸蒸留により、脱水処理を行った。濃度
調整を行った後、Ｎｂエトキシドを１０．０５ｍｍｏｌ
秤量し、２−メトキシエタノール中で還流操作（１２４
℃で４８時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
ＩＲスペクトルを図１（ｅ）に示した。
シエタノール中に混合した。混合後、１２５℃まで加熱
し、溶媒との共沸蒸留により、脱水処理を行った。濃度
調整を行った後、Ｎｂエトキシドを１０．０５ｍｍｏｌ
秤量し、２−メトキシエタノール中で還流操作（１２４
℃で４８時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液
（Ｍｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、
２−メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。
ＩＲスペクトルを図１（ｅ）に示した。
【００４８】次に酢酸鉛（無水物）１５ｍｍｏｌと１５
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
【００４９】ＭｇＮｂ前駆体溶液とＰｂ前駆体溶液をモ
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （Ｐ
ＭＮ）前駆体溶液を合成した。
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （Ｐ
ＭＮ）前駆体溶液を合成した。
【００５０】この溶液の濃度を２−メトキシエタノール
で約３倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５０μｍ、１．０μｍ、
２．０μｍのＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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それぞれ約９６％であった。
で約３倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５０μｍ、１．０μｍ、
２．０μｍのＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 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それぞれ約９６％であった。
【００５１】作製した全ての薄膜表面に直径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、ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製
４２８４Ａ）を用いて、２５℃、１ｋＨｚ（Ａｃ１００
ｍＶ）の条件で比誘電率、誘電損失を求めた結果、それ
ぞれ比誘電率が３１００、誘電損失が０．００５であっ
た。
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、ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製
４２８４Ａ）を用いて、２５℃、１ｋＨｚ（Ａｃ１００
ｍＶ）の条件で比誘電率、誘電損失を求めた結果、それ
ぞれ比誘電率が３１００、誘電損失が０．００５であっ
た。
【００５２】図３に比誘電率の温度特性（−４０から＋
８５℃）を示す。室温（２５℃）の比誘電率を基準とし
た時の比誘電率の変化率は−１２％から＋７．５％であ
り、±１５％以内であった。
８５℃）を示す。室温（２５℃）の比誘電率を基準とし
た時の比誘電率の変化率は−１２％から＋７．５％であ
り、±１５％以内であった。
【００５３】比較例
ＭｇエトキシドとＮｂエトキシドを１：２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５時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液（Ｍ
ｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、２−
メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。図４
にこの溶液のＩＲスペクトルを示す。６００ｃｍ-1付近
に配位結合による複合アルコキシド形成による吸収が見
られたが、６５８ｃｍ-1付近の吸収は見られなかった。
量し、２−メトキシエタノール中で還流操作（１２４℃
で５時間）を行い、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液（Ｍ
ｇ＝４．９５ｍｍｏｌ、Ｎｂ１０．０５ｍｍｏｌ、２−
メトキシエタノール１５０ｍｍｏｌ）を合成した。図４
にこの溶液のＩＲスペクトルを示す。６００ｃｍ-1付近
に配位結合による複合アルコキシド形成による吸収が見
られたが、６５８ｃｍ-1付近の吸収は見られなかった。
【００５４】次に酢酸鉛（無水物）１５ｍｍｏｌと１５
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
０ｍｍｏｌの２−メトキシエタノールを混合し、１２０
℃での蒸留操作により、Ｐｂ前駆体溶液を合成した。
【００５５】ＭｇＮｂ前駆体溶液とＰｂ前駆体溶液をモ
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
ル比Ｐｂ：（Ｍｇ＋Ｎｂ）＝１：１になるよう混合し、
室温で十分撹拌し、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 前駆
体溶液を合成した。
【００５６】この溶液の濃度を２−メトキシエタノール
で約５倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５０μｍ、１μｍ、２μ
ｍのＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜を得た。
で約５倍に希釈し、塗布溶液とした。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
−熱処理の操作を繰り返した後、８３０℃で１分間（大
気中）の焼成を行い、膜厚０．５０μｍ、１μｍ、２μ
ｍのＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜を得た。
【００５７】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いずれも約９５％であった。
生成率を計算するといずれも約９５％であった。
【００５８】この薄膜表面に厚み０．２μｍ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、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率および誘電損失を求めたとこ
ろ、比誘電率および誘電損失はいずれも１８００、０．
０１７であった。
スパッタ蒸着により形成し、薄膜コンデンサを作製し、
ＬＣＲメータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４
Ａ）を用いて、室温（２５℃）、１０ｋＨｚ（Ａｃ１０
０ｍＶ）の条件で比誘電率および誘電損失を求めたとこ
ろ、比誘電率および誘電損失はいずれも１８００、０．
０１７であった。
【００５９】よって、ＩＲスペクトルにおいて６５８ｃ
ｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドから
なるＭｇＮｂ前駆体溶液を用いた実施例１〜３は、室温
における比誘電率が２５００以上、誘電損失が０．０３
６以下であり、比較例よりも比誘電率が大幅に向上して
いることが判る。さらに、実施例１と実施例２との比較
により、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液を部分加水分解
した実施例２の方が比誘電率が高いことが判る。さら
に、Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流
操作により合成したＭｇＮｂ複合アルコキシドを用いた
実施例３では、特に比誘電率が３１００と実施例１，２
に比べると優れていることが判る。
ｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドから
なるＭｇＮｂ前駆体溶液を用いた実施例１〜３は、室温
における比誘電率が２５００以上、誘電損失が０．０３
６以下であり、比較例よりも比誘電率が大幅に向上して
いることが判る。さらに、実施例１と実施例２との比較
により、ＭｇＮｂ複合アルコキシド溶液を部分加水分解
した実施例２の方が比誘電率が高いことが判る。さら
に、Ｍｇのカルボン酸塩とＮｂのアルコキシドとの還流
操作により合成したＭｇＮｂ複合アルコキシドを用いた
実施例３では、特に比誘電率が３１００と実施例１，２
に比べると優れていることが判る。
【００６０】
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明によれば、Ｉ
Ｒスペクトルにおいて６５８ｃｍ-1付近に吸収を有する
強固なＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコ
キシドからなるＭｇＮｂ前駆体溶液を用いて、誘電体薄
膜を作製することにより、膜厚が２μｍ以下で室温での
比誘電率が２５００以上の高誘電率のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜が得られ、このような薄膜を一対の電
極により挟持してコンデンサを作製することにより、高
誘電率の薄膜コンデンサを得ることができる。
Ｒスペクトルにおいて６５８ｃｍ-1付近に吸収を有する
強固なＭｇ−Ｏ−Ｎｂ結合を有するＭｇＮｂ複合アルコ
キシドからなるＭｇＮｂ前駆体溶液を用いて、誘電体薄
膜を作製することにより、膜厚が２μｍ以下で室温での
比誘電率が２５００以上の高誘電率のＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜が得られ、このような薄膜を一対の電
極により挟持してコンデンサを作製することにより、高
誘電率の薄膜コンデンサを得ることができる。
【図１】酢酸ＭｇとＮｂアルコキシドとの還流操作によ
り合成したＭｇＮｂ複合アルコキシドのＩＲスペクトル
を示す図である。
り合成したＭｇＮｂ複合アルコキシドのＩＲスペクトル
を示す図である。
【図２】実施例１で使用したＭｇＮｂ複合アルコキシド
のＩＲスペクトルを示す図である。
のＩＲスペクトルを示す図である。
【図３】実施例３の誘電体薄膜の比誘電率の温度特性を
示す図である。
示す図である。
【図４】比較例で使用したＭｇＮｂ複合アルコキシドの
ＩＲスペクトルを示す図である。
ＩＲスペクトルを示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
// Ｈ０１Ｇ 4/12 ４１８ Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ
(56)参考文献 特開 平６−333772（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−283069（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−321521（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−51755（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 3/12 313
H01B 3/00
C23C 18/12
C01B 13/32
C04B 35/495
H01G 4/12 418
Claims (4)
- 【請求項１】ゾルゲル法により調製されたＰｂ（Ｍｇ
1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3前駆体溶液を塗布し、焼成する誘電体
薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3
前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルにおいて、６５８ｃ
ｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドから
なるＭｇＮｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液とを混合し
て合成することを特徴とする誘電体薄膜の製法。 - 【請求項２】ＭｇＮｂ複合アルコキシドが、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合成
されることを特徴とする請求項１記載の誘電体薄膜の製
法。 - 【請求項３】ゾルゲル法により調製されたＰｂ（Ｍｇ
1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3前駆体溶液を塗布し、焼成する誘電体
薄膜の製法であって、前記Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3
前駆体溶液を、赤外吸収スペクトルにおいて、６５８ｃ
ｍ-1付近に吸収を有するＭｇＮｂ複合アルコキシドを部
分的に加水分解して得られたＭｇＮｂゾルからなるＭｇ
Ｎｂ前駆体溶液と、Ｐｂ前駆体溶液とを混合して合成す
ることを特徴とする誘電体薄膜の製法。 - 【請求項４】ＭｇＮｂ複合アルコキシドが、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合成
されることを特徴とする請求項３記載の誘電体薄膜の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13843296A JP3485417B2 (ja) | 1995-09-08 | 1996-05-31 | 誘電体薄膜の製法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23099995 | 1995-09-08 | ||
| JP7-230999 | 1995-09-08 | ||
| JP13843296A JP3485417B2 (ja) | 1995-09-08 | 1996-05-31 | 誘電体薄膜の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09134613A JPH09134613A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3485417B2 true JP3485417B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=26471459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13843296A Expired - Fee Related JP3485417B2 (ja) | 1995-09-08 | 1996-05-31 | 誘電体薄膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485417B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004256377A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Nippon Shokubai Co Ltd | 金属酸化物膜の製造方法 |
| JP6442860B2 (ja) * | 2014-04-23 | 2018-12-26 | 株式会社リコー | 前駆体ゾルゲル溶液、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、及びインクジェット記録装置 |
Family Cites Families (4)
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| JPH0772088B2 (ja) * | 1991-04-19 | 1995-08-02 | 株式会社コロイドリサーチ | 複合酸化物前駆体粉末の製造方法 |
| JP3209633B2 (ja) * | 1993-03-25 | 2001-09-17 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜コンデンサ及びその製造方法 |
| JPH07283069A (ja) * | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体薄膜およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP13843296A patent/JP3485417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09134613A (ja) | 1997-05-20 |
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|---|---|---|---|
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